● 摘要
本文以新型导弹固体发动机研制需求为背景，采用理论分析和数值模拟，对大过载条件下固体火箭发动机内部两相流场进行了研究。首先对纯气相流场进行计算。对控制方程采用预处理的LU方法离散，其中对流项采用改进的AUSM分裂格式离散。在此基础上计算出固体火箭发动机纯气相流场参数以及收敛情况，并与未采用预处理的离散方法的收敛情况进行了对比，验证预处理的离散格式能够求解全马赫数流场的优越性。接着，在得出气相各参数分布的基础上采用Euler-Lagrangian模型计算固体火箭发动机的两相流场，采用轨道模型对不同尺寸(1 微米、10微米 、100微米 和500微米 )的粒子轨迹进行追踪，研究其在过载条件下的分布。最后研究过载情况下固体火箭发动机两相流场，进行过载条件下的固体火箭发动机燃烧室-喷管一体化两相流场数值模拟，分析了不同过载条件下发动机内不同颗粒的运动及参数变化规律，并与无过载两相流场对比进行结果分析和讨论。为今后进一步研究过载条件下固体火箭发动机的工作过程打下了基础。