火箭剩余推进剂排放过程的分析与模拟

作者：樊菁; 刘宏立; 蒋建政; 彭世镠; 沈青

来源：力学学报, 2004, (02): 129-139.

• 火箭推进剂
• 在轨排放
• 稀薄蒸气
• 液滴
• 统计模拟 rocket propellant
• discharge in orbit
• rarefied vapor
• liquid droplet
• statistical simulation

为了减少空间碎片的产生,星箭分离后,需要在轨排放火箭末级贮箱内的剩余推进剂,分析表明,排放条件下的推进剂射流进入太空后,立即失稳破碎为大量液滴;液滴在高真空环境下扩散,它们的表面不断有气体分子蒸发,逐渐在箭体周围形成了一个由液滴和蒸气分子组成的羽流场.采取Lagrange方法追踪该流场中每个液滴的运动轨迹以及表面蒸发冷凝过程,利用直接模拟Monte Carlo方法计算蒸气分子的运动和碰撞,然后通过微观量的统计平均获得感兴趣的宏观流场、箭体表面的压力和剪应力分布等.为了检验稀薄蒸气算法、模型和程序,模拟了真空水射流周围水蒸气羽流场,获得的径向Pitot压力分布与Fuchs和Legge的实验数据的...

• 单位
  高温气体动力学国家重点实验室; 中国科学院力学研究所