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运载火箭低温输送系统间歇泉特性及抑制方案探究被引量：2: 2020年; 为研究重型运载火箭液氧管道中的间歇泉现象并设计有效的抑制方法,调研分析了不同领域中间歇泉的研究现状及低温领域间歇泉的特点。揭示了低温推进剂管道中间歇泉的动态特性和产生机理,提出了重型运载火箭间歇泉抑制方法。研究表明:1)低温领域发生间歇泉的管道结构参数、热流输入方式、液体性质与其他领域相比有较大不同;2)减压沸腾是间歇泉产生的主要原因,弹状气泡不是低温管道中产生间歇泉的必要条件;3)间歇泉过程中会出现剧烈的压力降低和突增现象,在恶劣工况下压力波动可达兆帕量级;4)根据重型火箭的管路布局方式,可选择氦气注入或者外界热流引起循环流动的方法来抑制间歇泉。; 毛红威厉彦忠王磊王磊王娇娇; 关键词：重型运载火箭低温推进剂液氧间歇泉

低温预冷换热规律及表面改性影响研究被引量：1: 2021年; 调研了低温管路预冷及两相换热的研究现状,阐述了低温预冷瞬态换热特性;介绍了金属表面改性对预冷规律的影响,仿真了低导热涂层管的预冷换热规律。研究发现:液氮预冷主要由膜态沸腾支配,且预冷耗时较长;液氢预冷未见膜态沸腾,预冷耗时更短。促进膜态沸腾向过渡沸腾的更早转化有利于预冷加速,且转化温度迁移可通过内壁表面结构改性实现,可采用的方法包括表面纳米微结构、低导热涂层、增加微肋结构等,讨论了结构改性对换热规律及预冷效率的影响。; 王磊黄晓宁王娇娇王娇娇马原雷刚; 关键词：低温推进剂膜态沸腾

低温推进剂管路预冷沸腾换热特性研究综述被引量：8: 2017年; 为探究低温推进剂预冷管路过程中非稳态两相流动与换热特性,通过文献调研与对比分析,综述了该领域研究进展。分类总结了影响预冷沸腾的主要因素,梳理了数值模拟研究结果,探讨了现有流动沸腾关联式对低温推进剂预冷沸腾过程的适用性,并整理了微重力下低温流体预冷沸腾相关实验研究。研究表明:1)低温流体预冷沸腾可用典型沸腾曲线逆向描述,换热特性与两相流型分布与常温流体流动沸腾相比存在一定差异;2)质量流速、流动方向、工质物性等是预冷沸腾过程流动与换热特性的主要影响因素;3)传统流动沸腾换热关联式不适用于低温流体预冷沸腾换热研究,需进一步拟合低温流体预冷过程关联式。通过梳理低温流体预冷沸腾理论研究和实验进展,提出了开展相关研究的思路与方向,以期为低温推进剂的安全高效加注提供参考和理论依据。; 王娇娇厉彦忠王鑫宝王磊杨永忠; 关键词：低温推进剂沸腾换热换热模型

在轨激励作用下低温推进剂动力学行为仿真研究被引量：1: 2021年; 针对全尺寸低温在轨贮箱,建立了可描述两相流体运动的数值模型,分别就10-3g0过载下初始液位倾斜、侧向正弦波、慢旋等激励作用下流体的运动特性开展了瞬态仿真,并讨论了防晃挡板的作用效果。研究发现:(1)当经历变过载时,初始倾斜液面达到新的平衡,耗时不超过80 s;当倾角较大时,挡板可对液面恢复稳定起加速作用。(2)对侧向激励,当液位处于挡板附近及以下时,无论重力高低,挡板总能起防晃作用。此外,作用效果随液位升高呈线性下降,在同一激励下,2.6 m液位工况时挡板抑制液面晃动幅度约2.6 cm,而3.2 m液位工况时仅为0.3 cm。(3)侧向激励作用时,氢、氧的响应不同。氢的晃动振幅可达6.5 cm,占最大允许值的43.3%,而氧振幅为4.0 cm,仅占16.0%。而液位倾斜与慢旋激励时推进剂类型不同不造成流体行为的明显差异。(4)侧向激励与慢旋均可能使贮箱底部暴露于气枕,应在推进剂管理中加以考虑并进行限制,合理设计角速度。本文工作有助于理解低温推进剂贮箱在多种空间激励下的流动运动规律,为流体控制方案及火箭时序的设置提供理论指导。; 严天王磊王娇娇王娇娇马原马原; 关键词：低温推进剂微重力数值模拟推进剂管理

液氢空间贮存过程膜态沸腾数值模拟: 2022年; 为实现液氢在空间中安全高效应用,针对微重力条件下液氢膜态沸腾现象,建立了加热细丝浸没在过冷液氢池中的数值计算模型。采用VOF方法捕捉相界面,相变模型选取Lee模型,利用文献中的实验数据验证了模型的准确性。从气泡运动行为和换热特性两方面开展研究,结果发现液体过冷度和重力水平是影响换热机理的两个重要因素。在高重力水平、低液体过冷度的条件下,加热细丝上方持续产生气泡并脱离,随着重力水平的降低,气泡脱离直径和气泡生长时间逐渐增大,流体与壁面间换热量随之降低。在低重力水平、高液体过冷度条件下,气膜附着在加热丝表面不断晃动,没有气泡的产生与脱落现象。对于液体过冷度为2 K,壁面过热度为30 K的工况,气泡是否脱落的临界重力在0.1 g至0.15 g之间。; 王娇娇王娇娇王磊; 关键词：膜态沸腾数值模拟液氢气泡运动换热特性

空间变过载下液氢输送管内气泡动力学特性仿真研究: 2019年; 针对火箭发动机空间二次点火前上面级燃料系统必须将输送管内气泡排空的需求,以处于空间环境的液氢输送管为对象,借助CFD仿真手段研究了管内气泡的生成与分布规律,对比分析了小过载正推、小流量排放下管内两相流瞬态特性。研究表明:微重力下管内小气泡将合并,形成尺度与管径相近的大气泡;提供小过载正推后,大气泡可能破碎形成小气泡,并从管路顶端溢出;输送管内气泡完全排出时间与管内初始含气率关系不大,主要受过载水平的影响;存在临界过载加速度,当所加载的加速度小于该临界值,气泡无法排出;液体小流量排放时,管内气泡在液流惯性推动与冷凝湮灭两种机制下排出。; 王磊李江道耑锐王娇娇严天厉彦忠; 关键词：液氢重定位气液两相流微重力气泡动力学

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王娇娇