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固体火箭发动机MDF燃面计算方法研究

作　者: 马长礼
导　师: 王中伟
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 固体火箭发动机装药燃面计算方法最小距离函数法
分类号: V435
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 71次
引　用: 2次
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内容摘要

装药燃面计算是固体火箭发动机设计的基础和核心问题之一,直接影响发动机内弹道性能预示精度,进而影响导弹飞行性能和打击毁伤效果评估。准确快速的燃面计算方法,能够提高固体火箭发动机装药设计水平及其性能预示精度。本文在最小距离函数(MDF)燃面计算方法的基础上,以提高计算速度和计算精度为目的,对MDF迭代计算过程以及燃面面积计算过程展开研究。针对MDF迭代计算次数繁多,计算速度过慢的问题,对其迭代过程进行了改进,提出了改进后速度提高预估公式;分析研究了MDF燃面计算精度的影响因素,对网格顶点到燃烧曲线距离的计算、网格内燃烧曲线长度的计算以及超出装药边界的燃烧周长的计算进行了改进,提高了MDF方法燃面计算的精度,通过大量算例验证了本文所作改进对提高MDF方法计算速度和精度具有非常重要的意义。在此基础上,将MDF方法应用于固体火箭发动机内弹道计算,通过算例验证了MDF方法的适用性。进行了不等燃速燃面计算尝试,通过对某星孔装药的计算,验证了方法的可行性,并分析了侵蚀燃烧对燃面变化规律的影响。

全文目录

图目录  7-9
表目录  9-10
摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-17
  §1.1 研究背景与意义  12-13
  §1.2 国内外研究现状  13-15
  §1.3 本文的主要工作及章节安排  15-17
第二章 MDF燃面计算方法分析  17-25
  §2.1 最小距离函数法的基本思想与步骤  17-18
    2.1.1 基本思想  17
    2.1.2 基本步骤  17-18
  §2.2 装药初始化  18-21
    2.2.1 初始燃面的表示  18
    2.2.2 MDF计算  18-21
  §2.3 燃面推移  21-22
  §2.4 燃面面积计算  22-24
    2.4.1 确定燃烧曲线位置  22-23
    2.4.2 燃烧周长的计算  23-24
  §2.5 小结  24-25
第三章 MDF燃面计算方法研究及改进  25-53
  §3.1 MDF迭代计算过程研究及改进  25-32
    3.1.1 改进前MDF迭代过程  25-27
    3.1.2 改进后MDF迭代过程  27-30
    3.1.3 算例分析  30-32
  §3.2 燃面面积计算研究及改进  32-44
    3.2.1 计算精度影响因素及分析  32-33
    3.2.2 网格顶点到燃烧曲线距离计算改进  33-36
    3.2.3 网格内燃烧曲线长度计算改进  36-41
    3.2.4 超出燃烧边界的燃烧周长计算修正  41-44
  §3.3 算例分析  44-51
    3.3.1 内孔装药  45-46
    3.3.2 星孔装药  46-48
    3.3.3 开槽装药  48-49
    3.3.4 某复杂构型装药  49-51
  §3.4 小结  51-53
第四章 MDF方法应用于内弹道性能预示  53-58
  §4.1 装药末端通气面积及燃烧空腔自由容积计算  53-54
    4.1.1 截面内通气面积计算  53-54
    4.1.2 燃烧空腔自由容积计算  54
  §4.2 内弹道计算模型  54-55
  §4.3 算例分析  55-56
  §4.4 小结  56-58
第五章不等燃速燃面计算  58-68
  §5.1 基本思想  58-59
  §5.2 计算装药空间点对应的燃面点  59-61
  §5.3 模拟新燃面空间离散点的选取规则  61-62
  §5.4 燃烧面积计算  62
  §5.5 流场计算边界条件的确定  62-64
  §5.6 算例分析  64-67
  §5.7 小结  67-68
第六章结论与展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  74

固体火箭发动机MDF燃面计算方法研究

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