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水下点火气液两相流数值计算研究

陈伟  时素果  张志曈  张军  
【摘要】:导弹水下发射具有高隐蔽性和高机动性等特点,但是在水下点火瞬间喷管燃气射流的物理过程极其复杂。喷入水中的燃气会形成燃气泡并快速膨胀,气流中会出现复杂波系的动态传播,在这个过程中涉及可压和不可压项的非稳态两相流动。本文使用Level-set方法,对固体火箭发动机水下点火过程的气液两相流场进行了瞬态数值求解,对燃气泡的发展过程、喷管中燃气的流动过程等进行了分析,流动控制方程采用的是欧拉方程。通过求解Level-set方程来捕捉气液界面,界面的位置由Level-set方程的零等值线来表示。流动控制方程和Level-set方程都用有限体积法求解。控制体的面通量用AUSM+up方法求解,Level-set通量采用Lax-Friedchs方法求解,运用FMM方法进行Level-set重新初始化,通过窄带方法来减少程序的运算量,并用虚拟流体方法来处理界面。采用Runge-Kutta显式时间推进,时间和空间都用二阶精度。

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