火箭推力偏心特性研究

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本文采用二维非定常特征线法对火箭喷管内二维非定常非对称流场进行了数值模拟,得到火箭侧向推力随时间的变化曲线。 应用巴特勒提出的五面体双特征曲线网格法首先对喷管扩张段非定常非对称流场进行模拟,获得锥形喷管和双圆弧喷管侧向推力随时间的变化曲线。其次,对影响喷管推力偏心因素进行分析,并把本文计算定常状态下的结果和以往的数据进行对照,发现它们吻合的很好。最后,对整个喷管的亚、跨和超音速对称和非对称流场进行模拟,克服了三维定常特征线法不能求解亚、跨音速的缺陷。首次得到喷管侧向推力随压强和时间变化的曲线。 本文使用的数值模拟格式适用于不同形状的喷管或其它几何外形的物体,其格式对于模拟喷管内流场相对较为简单,体现了巴特勒提出的特征线法的优越性。 计算结果表明,应用于火箭推力偏心特性研究的网格法是可行的和正确的。计算结果首次展示火箭侧向推力随时间(压强)的变化情况,也为微推偏喷管理论的研究提供一种手段。
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