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固体火箭发动机喉衬用轴编C/C复合材料的烧蚀及热结构特性研究进展

论文摘要

固体火箭发动机喉衬用轴编C/C复合材料的工作环境面临高温、高压、高速燃气流和大量凝聚相颗粒的烧蚀和冲刷,对材料的抗烧蚀性能和热结构特性要求十分严格。因此,从烧蚀实验和热结构特性实验研究、热结构特性预测与气体-颗粒两相流数值模拟三个方面,论述了轴编C/C复合材料的烧蚀及热结构特性研究进展。总结讨论了实现真实烧蚀工作环境的模拟和影响烧蚀实验参数的控制是高温烧蚀实验的难点,对于铝颗粒添加下工况的烧蚀实验和在细观尺度下热结构特性参数的测定实验是重点;提出从实验件类型、实验系统设计和对比有无铝颗粒添加下的工况进行烧蚀实验;提出采用一种热稳定性材料取代界面的实验方案进行热结构特性参数的测定实验。在热结构特性研究的细观尺度方面,组分材料之间的界面对热结构特性的影响有待深入研究,提出在代表性体积单元模型的基础上引入温度的周期性边界条件来实现热结构参数的预测。在气粒两相流数值模拟方面,发动机内不同相之间相互耦合作用以及对轴编C/C复合材料的机械侵蚀是数值模拟研究的难点,提出使用SDPH-FVM耦合的方法去解决内流场燃烧流动的问题,进一步可用来揭示内流场燃烧流动机理。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 烧蚀及热结构实验研究
  •   2.1 轴编C/C复合材料的烧蚀实验
  •   2.2 轴编C/C复合材料的热结构性能实验
  • 3 烧蚀及热结构数值模拟
  •   3.1 烧蚀率测量以及烧蚀形貌分析
  •   3.2 细观热结构性能分析
  •     3.2.1 导热系数和热膨胀系数
  •     3.2.2 单胞模型传热及温度周期性边界条件
  •   3.3 气体-颗粒两相流数值模拟
  •     3.3.1 热化学烧蚀分析
  •     3.3.2 气体-颗粒两相流数值模拟
  •   3.4 机械侵蚀
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 朱昭君,强洪夫

    关键词: 轴编,复合材料,烧蚀实验,代表性体积单元,温度周期性边界条件,气体颗粒两相流,细观尺度

    来源: 推进技术 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程,动力工程

    单位: 火箭军工程大学研究生院,火箭军工程大学导弹工程学院

    分类号: V435;V25

    DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.180656

    页码: 721-731

    总页数: 11

    文件大小: 1408K

    下载量: 342

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/1ca58c3c738cedc9d7475f77.html