● 摘要
随着计算机的快速发展，运用流体力学的方法进行数值仿真已成为研究固液混合火箭发动机的重要手段。目前大多数的数值仿真基于稳态模型，忽略了燃面的退移，但是发动机的工作过程是非稳态的，故使用非稳态数值模型可以更加接近真实的工作情况。为了研究固液混合火箭发动机工作过程中固体燃料瞬态燃速特性和流场结构，建立了固液混合火箭发动机非稳态工作过程数值仿真模型，并结合动网格技术模拟了燃面的退移。
本文对H2O2/HTPB固液火箭发动机的工作过程进行了数值仿真，分析了瞬态燃速特性和流场结构，研究表明，固体燃料的燃速随着工作的进行在不断地下降。沿轴向方向上，燃速先降低后升高，并逐渐趋于平稳。用瞬态计算可以更好地模拟发动机工作过程中的流场结构以及瞬态燃速。
本文对H2O2/HTPB固液火箭发动机流量调节过程进行了数值仿真。结果表明：流量阶跃变化时，固体燃料的燃速并不会随着流量调节的结束而瞬间达到稳定值，流场还需要有一段时间的调节适应；流量线性变化时，燃速随着氧化剂流量的增加而增加，但燃速上升的速率要大于对应的氧化剂流量的调节速率；调节时间越短，在调节过程中达到的最大燃速则越大；调节比大于1时，超调量随着调节比的增大而增大；调节比小于1时，超调量随着调节比的增大呈现先增大后减小的趋势。超调量随通道直径的增大而增大。氧化剂流率对超调量几乎没有影响。