免费论文：液体促成剂细观力学本能、热物理本质及焚烧数值仿真接洽

液体运载火箭发效果的处事本能在很大水平上在于于液体促成剂的装药构造、力学本能及焚烧本质等。在液体运载火箭发效果的所有安排阶段，发效果的安排与促成剂配方的安排或研制是平前进行的，须要举行屡次的融合，结果才不妨安排出满意诉求、本能杰出的液体运载火箭发效果。发效果的研制从安排到定型须要洪量的考查接洽，常常耗费资金较多并且安排周期较长。所以，从细观标准动身，经过创造反应液体促成剂如实微构造特性的细观模子，贯串数值仿真本领较精确地猜测液体促成剂的力学本能、热物理本质及焚烧本能，将对液体运载火箭发效果的研制有较大的表面意旨及工程价格。舆论以此为动身点，重要发展了以次处事：鉴于拉丁超立方取样本领和分子能源学本领，给出了颗粒巩固复合资料细观颗粒搀和模子的计划过程，贯串对CAE建立模型软硬件的二次开拓，实行了颗粒巩固复合资料二维和三维颗粒搀和好多模子的创造。经过和文件中的颗粒积聚考查数据及仿真截止举行比较，考证了正文所沿用的建立模型本领的有理性。鉴于有限元计划本领、细观平均化本领和广义胡克定理，兴盛了一种不妨灵验猜测颗粒巩固复合资料等效弹性模量的计划本领。按照该本领辨别对颗粒巩固复合资料的三维和二维颗粒搀和模子举行了计划。因为三维颗粒搀和模子不妨更如实的反应资料的微构造特性，所以猜测截止与考查截止符合杰出；二维颗粒搀和模子在计划时因为被假设为横向各向异性资料，忽视了纵向颗粒之间的彼此感化，其猜测截止鲜明小于考查截止。商量到复合资料三维颗粒搀和模子建立模型搀杂，计划量大的因为，以颗粒搀和和纤维搀和单胞体猜测截止的比值为矫正系数，对二维颗粒搀和模子的猜测截止举行矫正，矫正截止与考查截止符合杰出。按照该矫正本领对复合液体促成剂的随便模量举行了猜测，并计划了颗粒弥补体积分数的感化。计划截止表白：复合液体促成剂的粘弹性个性重要受基体资料的感化，颗粒的巩固效率重要展现在刹时模量E0上。对复合液体促成剂颗粒搀和模子的伤害进程及其对复合液体促成剂直观力学本能的感化举行了接洽。经过对双悬臂梁模子开裂进程的计划，比较了鉴于外表粘接伤害的计划本领和鉴于粘结伤害单位的计划本领，证明可沿用鉴于外表粘接伤害本领代替粘结伤害单位本领对复合液体促成剂伤害进程举行模仿。经过与文件中复合液体促成剂试件的拉伸考查截止举行比较，考证了鉴于外表粘接伤害本领的可行性。经过对Abaqus软硬件的二次开拓，实行了颗粒搀和模子中颗粒与基体之间界面伤害的批处置设置，并在此普通上对复合液体促成剂颗粒搀和模子伤害的爆发、衍化、会合至直观裂纹产生的进程举行了计划。截止表白：界面伤害参数及颗粒弥补体积分数对复合液体促成剂的伤害进程及直观力学本能都有较大的感化。鉴于对颗粒搀和模子稳态和瞬态预热进程的有限元计划截止，贯串细观平均化表面和一维稳态、瞬态热传导表面，对颗粒巩固复合资料的热物理本质举行灵验猜测。辨别按照复合液体促成剂三维颗粒搀和模子和二维颗粒搀和模子的稳态热传导计划截止及一维稳态热传导表面，猜测了AP (高氯酸铵)颗粒弥补体积分数不同声复合液体促成剂的导热系数。计划截止表白：因为在颗粒搀和模子的预热进程中，纵向颗粒之间的彼此感化对所有计划模子的平衡温度和平衡热流密度的感化比拟小，所以二维颗粒搀和模子的猜测截止与三维颗粒搀和的猜测截止特殊逼近。沿用鉴于二维颗粒搀和模子瞬态热传导进程的计划本领灵验猜测了AP颗粒体积分数不同声复合液体促成剂的导热系数和比热。将正文猜测的复合液体促成剂导热系数与伊利诺斯大学自决开拓的软硬件MUDPACK的计划截止举行比拟，创造截止符合杰出，说领会正文所沿用的计划本领的有理性。沿用鉴于二维颗粒搀和模子瞬态热传导进程的计划本领，对三相(AP/Al/HTPB)复合液体促成剂的导热系数及比热举行计划及领会，并计划Al(铝)颗粒体积分数的感化。鉴于BDP多火苗焚烧模子，沿用简化的化学反馈能源学体制，经过窜改气相遏制方程的源项，并贯串固相导热及界面退移的关系表面，实行细观标准上复合液体促成剂三明治搀和模子稳态焚烧的计划进程；计划了两步化学反馈和三步化学反应付复合液体促成剂三明治搀和模子稳态焚烧进程的感化以及情况压强的感化。截止表白：因为初分散火苗化学反馈放热量大，并且紧贴在AP固相外表，所以对外表退移速度感化较大，使得AP燃面形势与两步化学反馈的计划截止分辨较大；压强的变换径直感化了化学反馈速度，所以对化学反馈地区及固相外表退移速度感化都比拟大。

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