基于非线性动力学的液体火箭发动机高频不稳定燃烧过程

采用非线性动力学方法对液体火箭发动机非线性高频燃烧不稳定工作过程进行了研究。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。用高压蒸发理论对火箭发动机喷雾过程进行了描述。采用计算燃烧学的方法对发动机燃烧室内的湍流两相燃烧过程的稳定燃烧状态和高频不稳定燃烧现象进行了数值模拟。通过分析和讨论,得出了火箭发动机高频不稳定燃烧过程的波动过程类似于奇异吸引子的结论。     

推进剂“脱湿”损伤研究的内聚力单元方法

内聚力单元是进行推进剂“脱湿”损伤研究的重要手段。通过分子动力学方法构建推进剂高填充比几何模型,结合周期几何和周期边界处理方法,构建推进剂细观有限元分析模型。采用内聚力单元结合PPR内聚力模型开展颗粒和基体黏接界面“脱湿”行为模拟。在单轴拉伸和纯剪试验下分析推进剂细观结构的力学响应,开展推进剂“脱湿”损伤机理研究。针对不同的体分比、应变速率以及内聚强度,开展了“脱湿”损伤影响规律分析。研究方法和研究结论可以为新一代高性能推进剂配方的研制提供有利的参考。     

青春为祖国燃烧——记航天二院学术与技术带头人杨健敏

走近杨健敏，你能感到四川人的坦率呛辣；了解杨健敏，你会得知他的航天之路背后是一腔热血的倾注，一种信念的追求。     

固体氧化物燃料电池性能分析与实验研究

为了将固体氧化物燃料电池(SOFC)应用于密闭空间,首先基于Matlab/Simulink软件构建了SOFC一维分布式集中参数数学模型,并进行了仿真;其次,根据SOFC测试系统实验结果对SOFC的性能进行验证,得到了固体氧化物燃料电池的效率曲线、极化曲线、不同氧氮比时的伏安特性及效率曲线,从而确定了电池最佳工作效率点;再次,根据实验结果和仿真数据确定了电堆的最佳工作温度,并通过电炉加热和水冷却系统实现了电堆热管理;最后,研究了不同氧氮比对电池性能的影响。结果表明:提高氧氮比能小幅提升电效率。     

甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯的研究

采用固体离子交换法制备Cu^I／分子筛催化剂和沉淀法制备碱式氯化铜催化剂，利用微反-色谱装置进行活性评价。通过实验发现，当固体离子交换法制备的Cu^I／分子筛催化剂表面生成Cu2（OH）3Cl化合物时，催化剂的转化率、选择性的定量数据得到很大提高；而单纯以沉淀法制备的碱式氯化铜催化剂基本上没有什么活性。     

小型固体运载器一、二级分离动力学与仿真研究

某低成本小型固体运载器采用侧喷流和栅格舵联合进行姿态控制。针对该布局,设计引入闭环姿态控制的一、二级级间冷分离方案。在描述级间分离过程的基础上,建立了分离运动学与动力学模型,解锁与分离冲量装置模型,气动力模型以及分离姿态控制律模型,讨论了碰撞判断条件,通过Monte Carlo仿真验证了参数不确定条件下分离姿态控制律设计对于避免碰撞和减小上面级初始姿态偏差的有效性。结果表明所设计的分离方案在充分发挥冷分离优势的同时能够弥补由冷分离时间长引起的上面级初始姿态偏差,能够有效避免级间碰撞。为该运载器的级间分离方案提供了一种可能的选择。     

长贮过程中发动机HTPB推进剂老化机理分析

为揭示固体推进剂在长期贮存过程中的老化机理,解剖了自然贮存19年贴壁浇注的端羟基聚丁二烯橡胶推进剂装药发动机,沿着药柱径向不同位置进行了取样,并采用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪、红外吸收光谱、交联密度等多种手段对这些样品进行了测试分析。研究发现：贴壁浇注发动机药柱不同位置推进剂的老化程度不尽相同,越靠近非金属壳体位置,推进剂的老化程度越严重。进一步深入分析表明：除了丁羟胶中双键的氧化断链和端羟基的缩合等影响推进剂老化,铝粉氧化产生的铝离子会催化丁羟胶双键与氯气或水发生加成反应生成■双键和仲醇,而铝离子迁移和分布的不均匀会引起药柱老化的不均匀性。研究结果对推进剂配方设计和防老化措施的研究具有重要意义。     

常用刺激剂及其分散技术

控暴装备是国内外执行反恐防暴任务部队的重要手段,刺激剂是控暴装备中最常用的剂种,研究国内外刺激剂及其分散技术现状及发展,便于我们掌握控暴专业发展的新动向、新技术、新材料的信息,促进控暴专业的发展建设,不断适应多样化任务背景下对反恐防暴任务部队提出的新要求。详述了常用刺激剂及其分散技术的研究进展,介绍国内外当前常用的刺激剂,综述了刺激剂的分散方式,分析了刺激类控暴装备研究方向和重点。     

环管型燃烧室喷雾燃烧DES模拟

为研究燃气轮机燃烧室内复杂的两相三维湍流燃烧问题,采用基于Realizable k-ε模型的分离涡模拟(DES)方法对环管型燃烧室进行喷雾燃烧数值模拟.数值模拟结果表明:DES模拟在燃烧区发挥出大涡模拟(LES)的作用,能获取结构复杂的流场、温度场和涡量场,其对流场内涡结构的捕捉和分辨能力明显强于传统的RANS(雷诺时均N-S方法)模拟.与实验数据对比发现,DES模拟所得燃烧产物含量和燃烧室出口温度分布更符合.因此,DES方法可用于复杂形状燃烧室的燃烧数值模拟,能够避免RANS模型对湍流脉动进行平均处理导致耗散过大、抹平涡结构的缺点,从而可获取更准确的计算结果.     

数值模拟气/气喷嘴速度比对燃烧性能的影响

为研究应用于全流量补燃循环发动机的不同气/气喷嘴得到的燃烧流场,通过求解NavierStokes方程组,对不同燃料与氧化剂速度比下的流动燃烧过程进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合。仿真结果表明:增加速度比能使燃烧火焰面提前,燃烧效率变大。如果发动机的长度受到限制,可以适当增加速度比以实现高效燃烧。