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AP/HTPB推进剂微尺度燃烧特性的数值分析 被引量：5
1
作者 马龙泽 余永刚 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期178-183,共6页
为研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)固体推进剂颗粒的微尺度燃烧特性,基于气固耦合,采用简化的两步总包化学反应动力学机理,建立了二维周期性三明治定常燃烧模型,采用FLUENT软件,数值分析了AP/HTPB的微观燃烧特性。结果表明,AP体... 为研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)固体推进剂颗粒的微尺度燃烧特性,基于气固耦合,采用简化的两步总包化学反应动力学机理,建立了二维周期性三明治定常燃烧模型,采用FLUENT软件,数值分析了AP/HTPB的微观燃烧特性。结果表明,AP体积分数为0.75条件下,低压(<0.4 MPa)时,AP/HTPB燃烧的总体火焰以预混燃烧为主,AP燃速低于HTPB燃速,随着压力升高,大于2.5 MPa时,火焰呈扩散结构,AP燃速高于HTPB燃速;压力越高,气相对固相的热反馈越强,耦合面上的温度和燃烧速率越高。气相的体积释放速率随着压力的增加而增加,放热区域收缩,相连的两个放热核心区分裂为两个独立的放热核心区。当燃烧压力不变(2.5 MPa),AP体积分数为0.7~0.95时,AP含量越小,则一个周期三明治单元中粘合剂HTPB的宽度相对越大,火焰面趋于分裂为两个狭长带状火焰面,温度随之递增。 展开更多
关键词 高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB) 含能颗粒 火焰结构 燃速 数值模拟
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底排点火具在大气中燃烧火焰扩展特性 被引量：3
2
作者 马龙泽 余永刚 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期982-990,共9页
底部排气弹射程和纵向密集度与点火具的工作性能密切相关。采用高速录像系统和红外热像仪研究了大气环境中,镁/聚四氟乙烯(MT)(Mg/PTFE 45/55、Mg/PTFE 55/45、Mg/PTFE 61/39)、硝酸钡(Ba(NO_3)_2)和氢化锆/氧化铅(ZrH_2/PbO_2 40/60)... 底部排气弹射程和纵向密集度与点火具的工作性能密切相关。采用高速录像系统和红外热像仪研究了大气环境中,镁/聚四氟乙烯(MT)(Mg/PTFE 45/55、Mg/PTFE 55/45、Mg/PTFE 61/39)、硝酸钡(Ba(NO_3)_2)和氢化锆/氧化铅(ZrH_2/PbO_2 40/60)五种点火药剂在不同点火具孔径(6.5,8mm)下的燃烧扩展特性,并测得七种点火具的火焰温度场分布。在实验基础上,以基于内节点的有限体积法对MT点火具的燃烧射流场进行三维数值模拟,分析了不同MT质量比和点火具孔径下点火具在大气中的燃烧特性参数分布规律。实验和数值结果表明:ZrH_2/PbO_2点火具会破坏底排推进剂的"平行层"燃烧规律;提出以点火面积有效因子表示推进剂点火面积的有效程度,并结合点燃时间综合评估点火具的点火性能,发现MT质量比为61∶39,孔径为8mm的点火具性能最优;点火具火焰最高温度区均位于喷孔的势流核上方;镁质量分数为0.45~0.61时,镁含量越小,MT点火具燃烧场中火焰温度越高,镁含量一定,点火具孔径为6.5,8mm时,较大孔径有较强烈燃烧场热对流,较高中心轴向温度,较大温度梯度。 展开更多
关键词 底排点火具 燃烧射流 扩展特性 点火性能 有限体积法
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底部排气装置快速降压过程中燃烧流动特性数值分析 被引量：1
3
作者 马龙泽 余永刚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期488-499,共12页
为研究底部排气(简称底排)装置出炮口时发射药燃气流动特性和点火具瞬态燃烧特性,采用半密闭爆发器模拟底排弹出炮口时的快速降压过程,借助高速录像系统观测了近喷口喷焰羽流的发展行为,并以此验证数值模型的有效性。在试验基础上,采用... 为研究底部排气(简称底排)装置出炮口时发射药燃气流动特性和点火具瞬态燃烧特性,采用半密闭爆发器模拟底排弹出炮口时的快速降压过程,借助高速录像系统观测了近喷口喷焰羽流的发展行为,并以此验证数值模型的有效性。在试验基础上,采用高分辨率迎风格式AUSM+、两方程Realizable k-ε湍流模型和有限速率化学模型,建立了降压过程中发射药燃气与点火具燃烧射流相互作用的二维轴对称模型,并以基于内节点的有限体积法进行数值模拟,分析了底排装置降压过程中两股高温燃气射流的耦合特性。结果表明:底排装置降压过程中,喷焰羽流由超音速强欠膨胀射流逐渐转变为亚音速流动,波系结构经历马赫反射到规则反射的转变,形成周期性钻石型激波和菱形火焰串,最终变成连续火焰;喷焰羽流变成亚音速流动后,底排装置内点火具火焰下游处径向热对流和热扩散比上游更强烈,底排药柱下端温度最高,首先复燃。 展开更多
关键词 底部排气弹 底排装置 点火具 快速降压 耦合流动
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MT烟火药高压稳态燃烧射流场的数值模拟
4
作者 马龙泽 余永刚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期224-231,共8页
为研究镁-特氟隆(MT)基烟火药在不同工况下的燃烧过程,建立了MT烟火药柱二维稳态燃烧流动模型,气相反应采用简化的三步反应动力学机理,利用CFD软件Fluent,数值分析了MT稳定燃烧时的射流形态及流场参数分布特性。结果表明:燃烧流场温度... 为研究镁-特氟隆(MT)基烟火药在不同工况下的燃烧过程,建立了MT烟火药柱二维稳态燃烧流动模型,气相反应采用简化的三步反应动力学机理,利用CFD软件Fluent,数值分析了MT稳定燃烧时的射流形态及流场参数分布特性。结果表明:燃烧流场温度在燃面上方50 mm内处于急剧上升阶段,也是气相反应区域;镁的质量分数为0.45~0.61时,其含量越小,温度越高,且越靠近火焰核心,温度梯度越大;压力为0.1~5 MPa时,随着压力升高,火焰核心向下游移动,动力学反应速率明显增大,CF_2组分分布核心和Mg的氧化还原反应核心向下游移动,而C组分分布核心和C-C结合反应核心由一个中心区逐步分裂移至两侧,形成两个小的核心区。 展开更多
关键词 MT 烟火药 燃烧射流场 数值模拟
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