推进剂重定位过程仿真与分析

作者：刘辉; 王亚军; 黄兵^*; 朱平平

来源：南京航空航天大学学报, 2021, S1: 17-24.

DOI：10.16356/j.1005-2615.2021.S.003

• 低温上面级
• 共底贮箱
• 推进剂管理
• 重定位
• 卷气率

为了拓展低温上面级滑行时间,满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性,中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案,其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程的问题,提出一种基于Flow-3D的三维CFD仿真方法。该方法采用卷气体积与液体体积之比(卷气率)预示气泡逸出过程,比以往采用气泡粒子数预示气泡逸出过程的方法更为合理准确。重定位及气泡逸出过程的仿真结果与半人马座落塔试验的结果具有一致性,捕捉到了重定位过程所有特征流型,且对应时刻误差不超过10%。仿真结果表明间歇沉底推进剂管理方案的可行性,并确定了某低温上面级的相关设计参数。

• 单位
  中国航天科技集团有限公司; 北京宇航系统工程研究所