晋永华
- 作品数：9 被引量：34H指数：4
- 供职机构：西安交通大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家重点实验室开放基金国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 升空过程中低温液氧贮箱压力变化及热分层研究被引量：4
- 2016年
- 针对火箭升空过程,通过编写用户自定义程序详细考虑了气动热以及空间辐射热的影响,数值研究了低温液氧箱体压力变化及流体热分层现象。在计算过程中,着重考虑了大气物性参数随高度的变化、飞行过程中加速度变化与气液界面相变对箱体压力以及箱内流体温度分布的影响。模拟结果表明:气动热对箱体控压频率产生了较大的影响。随着气动热流的增加,箱体增压时间变短,降压时间变长。在飞行120s时,气动热流达到最大,其对箱体压增性能的影响也最为突出,此时箱体增压时间最短为4s,箱体降压时间最长,约13s。在无排液阶段,箱体压力呈现波动变化,气液界面处气枕被冷凝。在该过程中,液相质量增加了11.05kg,气相质量减少了1.52kg。在增压排液阶段,尽管增压气体持续注入箱内,箱体压力仍逐渐减小,而气相质量则呈波动增加。随着时间的延长,气液相温度均向温度升高的方向推进。由于空间辐射漏热造成了排液温度的升高,给发动机运行带来安全隐患,应采取有效绝热措施来减少空间漏热。
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- 关键词：气动热
- 基于热力学排气系统的低温推进剂长期在轨贮存方案研究
- 热力学排气系统(TVS)可以主动调节低温贮箱在轨期间的压力变化,保证低温燃料长期在轨安全贮存.分析了低温贮箱在轨期间的压力变化特征,指出需采用TVS实现低温贮箱在轨压力控制的目的;介绍了TVS的工作原理,对多功能液氢试验...
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- 关键词：航天器低温推进剂数学模型
- 文献传递
- 低温推进剂蒸发量控制试验研究进展与展望被引量：9
- 2013年
- 通过对美国马歇尔空间飞行中心(MSFC)及其合作单位在1990—2012年间所做有关低温推进剂蒸发量控制方面的试验进行回顾,分别从被动防绝热材料绝热性能测试、喷雾棒型热力学排气系统(TVS)控压试验、采用制冷机的主动冷却控压技术以及其它有关蒸发量控制技术方面对美国20年间所做试验研究进行了分析与总结,对美国未来空间探测低温流体管理计划进行了展望。
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- 关键词：低温推进剂制冷机TVS
- 微重力下低温液氧贮箱热分层研究被引量：6
- 2016年
- 为研究微重力下,在轨运行低温液氧箱体内部流体温度场分布,建立了相关数值模型,考虑了气液相变以及各空间辐射热流的影响。计算结果表明:当g为0 g_0时,表面张力驱使液相包裹气枕,并将球形气枕挤出壁面。由于箱内没有自然对流,箱体壁面流体会出现局部过热。当g增加到10^(-6)g_0时,表面张力作用仍较为明显。箱体内部物理场分布与0 g_0工况大致相同。当g增加到10^(-5)g_0时,液相已不能完全包裹气相,气相区一直与箱体顶部接触。当g增加到10^(-4)g_0时,此时箱体内部自然对流已十分明显,气相区大致呈带状,并与顶部壁面有较大的接触面积。短时间内,自然对流可及时将外部漏热带入箱体内部。另外,箱体压力随时间增长呈先降低后逐渐升高的趋势。重力越小,箱体压力也越小。最后通过对比还发现,初始边界条件设置对箱体内部物理场有较大的影响。
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- 关键词：微重力
- 简谐激励下大型低温贮箱防晃设计被引量：4
- 2015年
- 针对某大型低温贮箱,基于水平环形防晃板和竖直防晃板设计了一种布置于整个贮箱的固定结构防晃板,采用CFD软件Flow-3D数值模拟了一定简谐激励下,不同充注率时该防晃板的防晃效果.通过与液面水平环形防晃板对比发现:两种结构防晃效果相近,均可以显著抑制不同充注率下液体的质量中心波动范围.当充注率为50%时,两防晃结构甚至可以使波动范围减小64%;在晃动过程中,相比于液面水平环形防晃板,固定结构防晃板中单层水平环形防晃板的受力更小,但是贮箱受到的压力会有所增加;对比相同面积液面水平环形防晃板和竖直防晃板的防晃效果,液面水平环形防晃板优势更加明显;随着充注率的增大,液体在贮箱内晃动时液体的质量中心波动范围逐渐减小.
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- 关键词：低温贮箱简谐激励
- 液体火箭末级低温氢箱在轨飞行压增过程数值模拟
- 液体火箭末级在轨飞行压力控制对其安全运行意义重大.基于两相VOF模型的CFD方法能够成功预测低温贮箱微重力下的气液界面运动变化特征，但用其预测微重力下的贮箱压增速率则会因为消耗大量计算资源而失去工程实用价值.首先采用基于...
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- 关键词：液体火箭CFD模拟
- 低温推进剂贮箱外部激励下晃动特性的数值研究
- 液体推进剂在贮箱中的晃动会引起火箭在飞行过程中的不稳定,严重时会偏离可控的飞行轨道.因此,开展低温贮箱的晃动特性研究意义重大.以重力条件下的低温推进剂贮箱为研究对象,采用Flow-3D软件对不同结构环形防晃挡板的作用效果...
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- 关键词：运载火箭低温推进剂贮箱数值模拟
- 文献传递
- 地面停放低温液氧贮箱热物理过程研究被引量：4
- 2016年
- 针对低温推进剂箱体射前停放阶段,采用CFD技术数值研究了某低温液氧贮箱在地面停放阶段所经历的开口放置及高温气氧预增压过程。详细分析了该过程中箱体的压力变化、气液相变以及热分层现象。通过与相关试验结果对比,验证了本数值模型的有效性。计算结果表明:在液氧箱体开口停放阶段,在外部漏热下,箱体内部将出现剧烈的沸腾相变现象,并伴随着大量气泡的产生。随着时间的增加,用于低温流体相变的热量主要来自于外部漏热,此时相变过程主要发生在气液界面。在约150s时,相变强度逐渐趋于稳定。经过250s的地面开口停放,蒸发气体排放量约6.88kg。当低温箱体封闭,预增压过程开始,箱体压力将在所设定的压力上下限内波动变化。由于气相过热、液相过冷,在整个过程中气相都处于冷凝状态。随着高温气体的注入,气相质量呈现波动变化,由15.84kg增加到27.27kg。液相质量则近似线性增加,由最初的12 243.10kg增加到12 303.95kg。气液界面以下的液相呈现出较好的温度分层,气相温度分布则受增压气体影响较大,产生了一定的扰动。
- 刘展孙培杰李鹏厉彦忠晋永华
- 关键词：增压
- 在轨运行低温液氢箱体蒸发量计算与增压过程研究被引量：15
- 2015年
- 为了研究低温箱体在外部漏热下的在轨增压过程,采用FLUENT软件中的流体体积(VOF)方法,对AS-203飞行试验中低温液氢箱体进行数值模拟。通过对默认可实现k-ε模型进行参数调整,并与试验结果对比发现,调整参数后的模型可较好地预测低温液氢箱体在轨增压过程。因此,采用该模型对所研究低温液氢箱体进行500s增压数值模拟,计算结果表明:与气枕接触的壁面漏热绝大部分用来使箱体增压,小部分用来产生相变;在外部漏热下低温箱体压增速率约49.6Pa/s,箱体气液界面的蒸发率约为0.101 6%/h;在一定的微重力水平下,自然对流作用依然存在,其对流强弱主要取决于箱体尺寸以及外部漏热热流大小;在整个模拟过程中,气枕区热分层较之液相区更为严重;随着重力水平的降低,表面张力的作用逐渐凸显,界面形状变为曲面。
- 刘展厉彦忠王磊晋永华
- 关键词：微重力相变
