复合固体推进剂等效力学性能VCFEM细观预示方法

根据固体推进剂的细观结构特征,采用等圆最优装载方式生成代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并结合Voronoi单元有限元方法(Voronoi Cell Finite Element Method,VCFEM)和均匀化方法,发展了一种可预示固体推进剂等效力学性能的数值分析方法,从而得到体分比和组分材料对等效模量和等效泊松比的影响规律。为证明该方法的有效性,设计一个对称数值模型,通过对该方法和传统有限元方法的节点位移结果的比较,发现两者之间的相对误差小于5%,且VCFEM用少量单元就完成了分析,提高了计算效率。通过对不同细观结构下推进剂RVE模型的计算,发现随着夹杂体分比的增大,夹杂的颗粒增强效应越明显,基体材料的变化比夹杂材料对等效力学性能有着更加显著的影响。     

CAD/CAM中造型技术和发展趋势

造型技术是CAD/CAM的核心技术。本文较详细地介绍了几何造型、壳体造型及特征造型的理论与算法,分析了各种造型方法及形体表示方法的优缺点,最后探讨了造型技术的发展趋势。     

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。     

过氯酸铵 (AP) 爆燃的模拟

本文提出一个描述AP爆燃的物理化学模型,并计算了AP晶粒在10～800大气压下的爆燃速度、压力指数、燃面温度等参数值,计算结果和T.L. Boggs等人的实验结果相符文中提出AP爆燃过程中,在低压和高压下,可能存在着两种不同的凝聚相反应机理,并用以解释Boggs的实验现象。此外,本文还提出了一种描述绝热体系中,预混火焰燃烧时的化学反应速度表示式和计算方法,使气相温度梯度及热传导的计算简单合理,这也是本模拟研究取得成功的因素之一。     

利用化学键能评估火箭推进剂的能量特性

本文介绍利用化学键能评估火箭推进剂的能量特性的方法     

轨、姿控固体燃气发生器式动力系统研究

概述了固体燃气发生器的特点及发展状况,提出了如何进一步研究的建议。     

求解跨音速流动时物面边界条件的处理方法

用时间相关法求解跨音速流动时,合理而有效地处理物面边界条件是十分重要的。本文提出几种物面边界条件的处理方法,并对几个例子进行了数值试验,对其结果进行了讨论。     

姿态角单次调整的固体运载火箭耗尽关机能量管理方法

固体运载火箭传统耗尽关机制导方法姿态角调整次数过多,不利于控制系统设计。提出了姿态角单次调整的耗尽关机能量管理策略:以火箭的待增视速度方向为基准,通过计算火箭所需耗费的视速度,优化选取火箭的初、末姿态角;火箭以恒定角速率从初姿态角变为末姿态角,达到末姿态角时保持恒定,直至耗尽关机。仿真结果表明,新方法在满足火箭的终端速度约束条件下,视速度模量耗费百分比超过30%,且姿态角单向调整,有利于控制系统的工程设计。     

固液火箭冲压发动机推力调节的一种方法

推力调节是整体式固液火箭冲压发动机研究的一项关键技术.基于发动机推力调节工作原理,推导了一种推力调节方法,数字仿真结果证明了该方法的可行性.     

Thermal decomposition of ammonium perchlorate catalyzed with CuO nanoparticles

Ammonium perchlorate (APC) is the most common oxidizer in use for solid rocket propulsion systems. However its initial thermal decomposition is an endothermic process that requires 102.5 J·g⁻¹. This manner involves high activation energy and could render high burning rate regime. This study reports on the sustainable fabrication of CuO nanoparticles as a novel catalyzing agent for APC oxidizer. Colloidal CuO nanoparticles with consistent product quality were fabricated by using hydrothermal processing. TEM micrographs demonstrated mono-dispersed particles of 15 nm particle size. XRD diffractogram demonstrated highly crystalline material. The synthesized colloidal CuO particles were effectively coated with APC particles via co-precipitation by using fast-crash solvent–antisolvent technique. The impact of copper oxide particles on APC thermal behavior has been investigated using DSC and TGA techniques. APC demonstrated an initial endothermic decomposition stage at 242 °C with subsequent two exothermic decomposition stages at 297.8 °C and 452.8 °C respectively. At 1 wt%, copper oxide offered decrease in initial endothermic decomposition stage by 30%. The main outcome of this study is that the two main exothermic decomposition peaks were merged into one single peak with an increase in total heat release by 53%. These novel features can inherit copper oxide particles unique catalyzing ability for advanced highly energetic systems.