水下航行器热动力系统固体药柱燃烧模型与仿真

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嵌金属丝端燃药柱固体发动机水下点火数值模拟研究

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（ｅｔｏＴｅｍａＳｉｃｎｎｒｎｉｅｒｇＵｉｒｉｆｉｃｄＴｃｎｌｆｈｎ，ｅｅ２０２，ｈｎ）Ｄｐ．ｆｈｒｌｃｎｅａｄＥｅｇＥｇｅｉ，ｎｅｓｙｏｅｅａｅｈｏｇｏｉａＨｆｉ３０６ＣａｅｙｎｎｖｔＳｎｎｃｏｙＣｉ
ｓｏｔａｅｉｉａｈｕｔｐａａｕｓｌｓａｔａｙｔｒｓｖｕ，ｄｉｉａｕｎｎｕｆｃａｒａｆｃｎｔｒｔｐｋｈｗｔｎｔｔｒｓｅｋｖｅｉｅｓｔｎｓｅｄｈｕｔａｅａｎｔｂｒｉｇｓｒａｅｈａｇｅｔｅｅｔｈ￣ｅｈｔｈｉｌｌｈｌｎｉｌｓｏａ
张有为，晓宏王
（中国科技大学热科学和能源工程系，合肥２０２）３０６
摘要：为探讨降低固体火箭发动机水下点火初期推力峰值的方法，通过对燃气采用常微分控制方程、对嵌金属丝采用
一
维传热方程、端燃药柱采用二维轴对称传热方程、燃气泡采用球形气泡模型，嵌金属丝端燃药柱发动机水下点火对对就
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复合固体推进剂药条燃速的水下声发射测定方法

复合固体推进剂药条燃速的水下声发射测定方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着现代科技的发展，火箭发动机在航天领域的应用越来越广泛，而推进剂是火箭发动机的重要组成部分。

在火箭发动机中，固体推进剂是一种常用的推进剂，其具有稳定性好、操控性强等优点，因此备受青睐。

复合固体推进剂药条是固体火箭发动机中的一种关键部件，其燃速是衡量推进剂性能的重要指标之一。

燃速的快慢直接影响到火箭的飞行性能，因此对复合固体推进剂药条燃速进行准确的测定十分关键。

传统的燃速测定方法主要是通过实验室条件下的爆炸试验，但这种方法存在着安全隐患和操作复杂的问题。

近年来，水下声发射测定方法逐渐被应用到复合固体推进剂药条燃速测定中。

水下声发射技术是通过测定复合固体推进剂药条燃烧过程中释放的声波信号来计算燃速的一种非接触式测定方法。

与传统方法相比，水下声发射测定方法具有安全性高、操作简便等优点，因此备受关注。

水下声发射测定方法的具体步骤如下：1. 确定试验条件：在实验前需要明确试验条件，包括水下环境温度、水下压力等参数，保证试验的可靠性和准确性。

2. 准备试验装置：准备好水下声发射测定装置，包括声学传感器、数据采集设备等。

3. 进行实验：将复合固体推进剂药条置于水下适当位置，点燃药条后开始记录声波信号，并由数据采集设备对声波信号进行采集和分析。

4. 数据处理与结果分析：利用采集到的声波信号数据，通过计算和分析得出复合固体推进剂药条的燃速数据，对燃速进行准确测定。

通过水下声发射测定方法，可以实现对复合固体推进剂药条燃速的精准测定，为火箭发动机的设计和性能优化提供了重要的数据支持。

该方法具有操作简便、安全性高等优点，逐渐成为推进剂燃速测定的重要手段之一。

第二篇示例：复合固体推进剂是一种由氧化剂、燃料和增塑剂等组成的混合物，它具有燃烧效率高、推进性能优越等优点，被广泛应用于火箭发动机、导弹发动机等领域。

而复合固体推进剂药条的燃速是评价其性能优劣的一个重要指标，其水下声发射测定方法则是一项关键技术，对于研究复合固体推进剂的性能具有重要意义。

水下航行器燃料流量调节阀动态特性仿真

水下航行器燃料流量调节阀动态特性仿真
单晓亮;胡欲立
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2007(35)10
【摘要】简述了燃料流量调节阀的基本工作原理,建立了以燃料流量调节阀为主的动力系统数学模型,在不同工况下对其换速过程的动态特性进行了仿真,指出了存在的问题,并对今后的改进和试验提出了指导性意见.
【总页数】3页(P179-181)
【作者】单晓亮;胡欲立
【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉,430033;西北工业大学航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学航海学院,陕西西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TH138.52
【相关文献】
1.超空泡水下航行器直航弹道三通道控制与动态特性仿真 [J], 李雨田;张宇文;李代金
2.水下航行器三速制流量调节阀的动态特性研究 [J], 叶逸凡;张振山;陈水全
3.水下航行器不同燃料燃烧性能的仿真研究 [J], 闫萍;钱志博;王敏庆;杨杰;张进军
4.水下航行器燃料流量调节阀优化设计 [J], 吴朝晖;宋保维;梁庆卫
5.质子交换膜燃料电池动态特性建模及仿真 [J], 皇甫宜耿;任子俊;张羽翔;马睿
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水下航行器电池舱热响应仿真分析

Vol. 42, No. 8Aug., 2020第42卷第8期2020年8月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY水下航行器电池舱热响应仿真分析郭君，张凯，刘佳(中国船舶集团公司第705研究所，陕西西安710077)摘要：电动力水下航行器电池舱工作环境恶劣，在设计中必须考虑电池散热对整体结构的影响，避免因局部应力过大导致结构件损坏。

本文首先确定某型水下航行器电池舱热传导、热辐射和热对流分析数学模型，并基于有限元仿真软件Ansys 构建有限元模型；在相应热载荷下，分析舱段温度分布、安装板处最大变形、应力等，验证了结构设计的合理性。

本文研究方法具有较好的通用性，结构设计对水下航行器电池舱结构布局具有借鉴意义。

关键词：电池舱；热分析；有限元；应力中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1672 - 7649(2020)08 -0109 -06 doi ： 10.3404/j.issn,1672 - 7649.2020.0&021The battery cabin thermal response simulation analysis of underwater vehicleGUO Jun, ZHANG Kai, LIU Jia(The 705 Research Institute of CSSC, Xi'an 710077, China)Abstract: Battery cabin of electric underwater vehicle works in a bad environment. The influence of battery heat dis sipation on the overall structure must be considered in the design to avoid structural damage due to excessive local stress. Firstly, the mathematical model of thermal conduction, radiation and convection analysis for a certain type of underwater vehicle battery cabin is established, and the finite element model is constructed based on the finite element simulation soft ware Ansys. Under the corresponding thermal load, the temperature distribution of the compartment, the maximum deforma tion and stress at the installation plate are analyzed. The results verifies the rationality of the structural design. The research method in this paper has good universality, and the structural design has reference significance for the structural layout of un derwater vehicle battery compartment.Key words: battery cabin; thermal analysis ; finite element; stresso 引言电动力水下航行器在军民等领域均有广泛应用其中电池舱段在航行过程中会产生较多热量，在狭小紧凑的结构空间中散热条件较差，温度的变化势必会对其他结构产生一定影响，影响航行器的正常工作。

矢量推进自主水下航行器动力学建模及仿真

矢量推进自主水下航行器动力学建模及仿真王玉;林秀桃;宋诗军;刘玉红;张宏伟;王树新【摘要】Compared with the autonomous underwatervehicle(AUV)equipped with rudders,the AUV with vectored thruster has better maneuverability at low velocity and can achieve more precise positioning. According to the charac-teristics of the AUV with single vectored thruster,the 6-DOF kinematic model and dynamic model of the AUV are established using Newton-Euler method. In the dynamic model,the thrust force is considered as a function of the rotational speed of the propeller and the tilt angle of the vectored thruster. Dynamic behavior of the AUV with single vectored thruster is simulated using five-level four-order Runge-Kutta method in Matlab. The dynamic model,which lays a strong foundation for designing of the control system,is verified through physical tests in lake.%采用单矢量推进器进行航向控制的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle，AUV)，与采用传统的鳍舵进行航向控制的AUV相比，具有更好的低速操控性及定位精度。

某动力舱温度场CFD仿真分析

某动力舱温度场CFD仿真分析摘要：本文分析了动力舱结构，采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。

关键词：动力舱；模型处理；CFD技术；仿真分析0引言动力舱是水下航行器的动力、电力中心，布置有柴油主机和发电机。

柴油机在正常工作时需要大量新鲜的空气，同时也向动力舱内辐射处大量的热量，发电机在工作时也向动力舱辐射处一定热量，这些热量会使舱内环境温度升高，而且由于放热部位分布不均匀导致机舱内的温度梯度很大：靠近放热设备的区域温度很高，远离放热设备的区域几乎没有温升。

相反由于航行器壳体整体位于水线以下，由于海水的吸热作用局部温度反而低于外界环境温度。

由此可见，船舶机舱的热环境是非常复杂的。

由于动力集成自动化程度的不断提高，机舱内各种用于监测、控制的精密仪表以及电子设备越来越多，这对机舱环境的温度、湿度等方面的要求更加严格，对舱内温度场的分布提出了更高的要求。

采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。

1动力舱结构动力舱内结构布置如下图2.1所示，柴油机布置在动力舱中，在柴油机两侧布置两台发电机，动力舱由隔热板分为两个空腔。

整个动力舱工作在水线以下。

图1动力舱组成（含冷却水路）动力舱工作时，柴油机和发电机是整个设备的主要热源。

由于动力舱处于严格密封状态，舱内的热量主要通过辐射和热传导的方式传递到隔热板和动力舱表面，最后由舱外海水带走热量。

2仿真过程详述2．1模型处理模型处理时，主要考虑以下2个问题：1）隔热板和动力舱壳体属于薄壁结构，按照实际结构建模和网格划分会非常困难，此次仿真时计算采用Shell Conduction的方法对其壁厚进行等效，因此在模型处理时会将其处理成0厚度面，以便后续计算时设定；2）需要将模型处理成2个计算空间——动力舱外海水空间，动力舱内气体空间，其中舱内气体空间又被隔板分为两个气体空间。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法固体火箭发动机（SRE）的药柱是其中最重要的组成部分之一，其质量和耐久性直接关系到发动机性能的可靠性。

为了保证药柱性能可靠，需要在设计阶段正确评估其热老化结构。

药柱热老化结构分析是用来确定药柱热老化效果的重要方法，它可以有效地模拟火箭发动机在高温高压情况下的发动机热环境，从而提供有效的药柱热老化数据。

二、热老化结构分析方法
1、模拟技术
热老化结构分析方法主要是采用Finite Volume Methos （FVM）技术模拟药柱热老化过程，FVM是一种应变和能量转移技术。

此技术可以将任意复杂的三维热流动和热辐射问题分解为若干三角形元件，并通过解决每个元件中的热流动和热辐射问题，最终得到整个药柱的热老化结构分析结果。

2、药柱的热老化数据
采用FVM技术模拟药柱热老化过程后，可以得到药柱热老化过程中的温度场和速度场，以及任意时刻药柱边界表面外表面温度分布，以及热老化前后药柱几何形状变化情况，这些数据可以用于评估药柱结构的稳定性。

三、结论
固体火箭发动机的药柱是其中重要的组成部分，其质量和耐久性直接影响着发动机的性能和可靠性。

热老化结构分析是一种重要
的方法，可以有效的模拟药柱的热老化过程，定量地分析药柱热老化效果，从而确保其稳定性和可靠性。

本文介绍了热老化结构分析方法，包括模拟技术、得到热老化数据和对热老化结构的结论。

固体发动机点火燃气流动与药柱变形耦合过程数值模拟(英文)

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（．ｏｌｇｆＡｓｒｎｕｉｓｏｔｗｓｅｎＰｌｔｃｎｃｉｅｓｔ１Ｃｌｅｏｔａｔ，ＮｒｈｅｔｒｏｙｅｈｉａＵｎｖｒｉｅｏｃｌｙ，Ｘ７０７ｎ１０２，Ｃｉａｈｎ；
曹琪李进贤唐金兰侯，，，晓
７０２）１０５
（１西北工业大学航天学院，．西安
７０７；．国航天科技集团公司第四研究院，１０２２中西安
摘要：采用ＭｐＣ耦合器作为ＦＵＮＣＩＬＥＴ和ＡＳＳ的数据交换平台，ＮＹ对带径向翼槽大长径比固体发动机点火过程中的
Hale Waihona Puke ２ＴｅＦｕｈＡａｅｙｏＣＳＸｈ７０２，ｈｎ）．ｈｏｒｃｄｍｆＡＣ，ｉｎ１０５Ｃｉａｔ
ＡｂｔａｔＢｓｎＣＩｃｕｌｒａｈａａｅｃａｇｌｔｒｏＬＮＴａｄＡＮＳｎｌｓｓｓｆｒｈｌｉｔｃｓｒｃ：ｙｕｉｇＭｐＣｏｐｅｓｔｅｄｔｘｈｎｅｐａｆｍｆＦＵＥｎｏＹＳａａｙｉｏｔｅ，ｔｅＦｕｄＳｒ — ｗａｕ
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（西北工业大学航海学院，陕西西安７０７）１０２
摘要：药柱的几何形状、寸和燃烧面积直接决定着水下航行器动力系统的启动特性，影响尺也着推进剂供应管路的设计，以对药柱的燃烧特性进行精确建模。在建立药环和２种药柱的燃烧所模型的基础上，同时引用其它部件数学模型，建立动力系统启动过程的完整数学模型。采用Ｍａ— 并ｔｌａ行仿真实验计算，究２种药柱对启动过程的影响。结果表明，ｂ进研改进后的实心药柱能够很好
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第２７卷第５期
２００６年９月
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工
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Байду номын сангаас报
Ｖ０．７ＮＯ５Ｉ２．
Ｓｅ２０ｐ．０６
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水下航行器热动力系统固体药柱燃烧模型与仿真
张进军，钱志博，杨杰，闫萍
ｓａｔｇｐｏｅｓｍａｈｍａｉｍｏｅｓｆｈｏｒｓｓｅｗｅｅｂｉ．ＷｉｈｅｐｏａｌｂａｓｒｓｏｔｒｉｒｃｓｔｅｔｄｌｏｅｐｗｅｙｔｍｒｕｌｎｃｔｔｔｔｅｈｌｆＭｔｅｉｆｈａｅｉｔｔｇｃｌｕａｉｎｒａｅｆｒｔｅｅｆｃｓｏｉｅｅｔｇａｎｎｔｅｓａｔｇｐｏｅｓｃａａｔｒｓｍｉｉａｃｌｔｓｗｅｅｍｄｏｈｆｔｆｄｆｒｎｒｉｓｏｈｔｒｉｒｃｓｈｒｃｅｉ— ａｎｏｅｆｎｔｃ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｅｄｂｒｉｇｇａｎｗｉｉｅｂｔｅｅａｉｒｔｈｔｒｉｇｐｏｅｓｏｈｉｓｅｒｓｌｓｓｏｔａｎ — ｕｎｎｒｉｌｇｖｅｔｒｂｈｖｏｏｔｅｓａｔｎｒｃｓｆｔｅｌ
地改善水下航行器热动力系统启动过程。
关键词：热学；水下航行器；固体药柱；燃烧模型；启动过程；热动力系统中图分类号：Ｔ６Ｊ３文献标志码：Ａ文章编号：１０ —０３２０）５０１—６００１９（０６０ —８７０
ｔｎｇａｎ．Ｂａｅｎｔｅｂｒｉｇｍｏｅｓ０ｗｏｄｆｅｅｔｓｌｇｉｏｒｉｓａｄｐｗｄｒｒｇｔｅｉｒｉｏｓｄｏｈｕｎｎｄｌｆｔｉｒｎｏｉｉｎｔｎｇａｎｎｏｅｉ，ｈｆｄｉｎ
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（ｏｌｅｏｒｅｏｔｗｅｔｎＰｌｔｅｎｅｌｉｒｔ，Ｘ ’ｎ７０７，Ｓａｎｉｈｎ）Ｃｌｇｆｉ，Ｎｒｈｓｅｏｙｅｈｉｖｓｙｉ１０２ｈａｘ，ＣｉａｅＭａｎｒａＵｎｅｉａ
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