固体推进剂裂纹摩擦热点形成细观模型分析

分析机械撞击载荷作用下复合固体推进剂内部裂纹摩擦形成热点过程。研究在压应力与剪切应力作用下闭合裂纹滑移、扩展、摩擦生热、热扩散、推进剂热分解及与气相产物相互作用。利用断裂力学、热传导、推进剂热分解动力学方法,建立裂纹摩擦热点细观模型。通过模型数值计算,探讨推进剂裂纹摩擦产生高温热点的过程和条件。分析计算表明裂纹摩擦和扩展可导致推进剂形成高温热点。     

低温推进剂供应管道系统充填过程的动力学模型

研究了低温推进剂液体火箭发动机供应管道系统充填过程的建模问题。低温推进剂的充填相变过程采用均相模型,对推进剂充填管道系统进行有限元分割,应用基本守恒定律于充满推进剂的单元和充满气体的单元,两相单元采用等效流容方程,建立了低温推进剂管道充填过程的有限元状态变量模型。充填的容腔视为两相单元,建立了其动力学模型。利用本文的模型,对液氢、液氧推进剂的管道充填过程进行了仿真计算,给出了有关计算结果。     

复合推进剂中硝酸铵的改性研究

在分析硝酸铵的多晶现象和吸湿特性的基础上 ,探讨了硝酸铵的改性技术。采用热分析法研究了无机添加剂对硝酸铵晶型转变的影响 ,并用高分子表面处理剂对硝酸铵进行表面处理。结果表明 ,这种方法可以有效地改善硝酸铵的晶体结构和吸湿特性 ,为硝酸铵在复合推进剂中的应用提供了实验和理论依据。     

基于能量耗散的药柱粘弹性累积损伤

基于不可逆能量耗散的损伤变量定义方法和动态线粘弹性理论,建立了固体推进剂累积损伤模型,利用不同拉伸速率下的试验数据,拟合得到了推进剂破坏耗散能表达式,进而给出了推进剂在周期应力响应下的累积损伤计算式,并讨论了周期应力幅值和频率对累积损伤的影响,最后对某舰载发动机药柱进行了累积损伤及使用寿命分析。提出的累积损伤分析方法,为固体发动机贮存寿命预估提供了一条有益的技术途径。     

液体火箭发动机涡轮泵健康监控系统

为了提高液体火箭发动机涡轮泵的安全性,降低其故障带来的破坏性,设计了某型液体火箭发动机涡轮泵健康监控系统(TP HMS),工程实现了TP HMS的测试硬件子系统、实时故障检测子系统、试车后数据分析子系统和实时数据库支持子系统等,讨论和分析了TP HMS的功能和执行流程,然后利用历史试车数据与转子试验平台数据对TP HMS中的多特征参量自适应阈值综合决策算法(MATA)进行了离线和实时在线验证;利用自适应时频谱对测试数据作进一步的分析。结果表明,MATA没有发生误检测情况,并具有实时故障检测的能力;自适应时频谱能有效抑制时频交叉项的干扰,准确给出故障信号的时间和频率信息。因此,TP HMS适合于液体火箭发动机涡轮泵健康状态监控。     

液压水锤效应引起液体喷溅特性及其影响因素试验研究

为研究液压水锤效应引起的液体喷溅特性及其影响因素,进行了高速破片撞击充液容器的试验,测试了液体内的空腔振荡特性、压力分布特性和容器外的液体喷溅特性。试验结果表明:液压水锤效应引起的液体喷溅有两个不同的阶段。第一个阶段发生在空腔生长到最大体积后的400~700 μs内,喷溅液体的头部呈箭状;在第二个阶段出现多次形状相似的脉动喷溅,且单次脉动均发生在每次空腔溃灭之后,喷溅液体具有伞状头部与线状尾部。液体内的压力和侵彻孔的形态共同影响液体的喷溅速度,相对喷溅速度与破片的撞击速度成反比。喷溅液体在运动过程中存在速度波动,且随着喷溅次数的增加,液体喷溅速度逐渐下降,速度拐点出现的位置逐渐接近侵彻孔。     

液体火箭发动机无失效条件下的可靠性分析方法

针对液体火箭发动机热试车过程中可能出现的无失效情况,在对寿命分布进行分析的基础上,利用配分布曲线-最小二乘法,采用经典估计和Bayes估计作为先验分布,对液体火箭发动机无失效条件下的可靠性进行了评估,并对评估结果进行了分析。计算结果表明,采用最小二乘法结合Bayes估计,可以较好评估液体火箭发动机在无失效条件下的可靠性。     

液体火箭发动机非线性燃烧不稳定过程的并行仿真

采用计算燃烧学方法对火箭发动机非线性燃烧不稳定工作过程进行了并行数值模拟。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述 ,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述。气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。编制了串行和并行程序 ,并在并行计算环境下进行了测试。从计算结果可以看出并行计算的效率较高。     

共轭梯度反传算法及其在液体火箭发动机系统辨识中的应用

结合非线性优化理论和方法提出了易于实现、收敛速度比较快的多层神经网络共轭梯度反传算法。液体火箭发动机参数辨识技术已得到广泛的应用,由于传统的数学方法必须基于发动机已知模型,使得其参数辨识受到极大的限制。文中基于神经网络共轭梯度反传算法进行液体火箭发动机的系统辨识,结合变推力发动机热试车动态数据,得到了满意的仿真结果。     

状态—参数联合估计方法及其在液体火箭发动机健康监控中的应用

基于传统的扩展卡尔曼滤波器（ＥＫＦ）,本文提出了一种带次优渐消因子的ＥＫＦ用于非线性时变随机动态系统状态与参数的联合估计。应用于液体火箭发动机健康监控算法的仿真研究表明,本文所提出的联合估计器具有较好的收敛性、实时性和动态跟踪能力。此外,文中还讨论了联合估计器应用于实际系统的有关问题。