空间变推力液体火箭发动机流量调节及燃烧过程仿真研究.pdf

空间变推力液体火箭发动机流量调节及燃烧过程仿真研究国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文二oo六年十一月韩泉东航空宇航科学与技术液体火箭发动机工作过程仿真胡小平副教授硕士生姓名学科专业研究方向指导教师分类号学号密级UDC
动机中常用的流量调节元件一可调汽蚀文氏管的流动特性进行了数值模拟分析，系统地采用M蛆L删sn小Ⅱ．矾K工具，对基于模糊控制的变推力液体发动机控制方案进行摘要本文针对空间变推力液体火箭发动机的流量调节器、喷雾燃烧过程及控制方案进行了数值仿真研究。发展了有空穴存在的气液两相流动的数值计算方法，在此基础上对变推力液体火箭发研究了几何参数、针锥开度、流体介质、温度等因素对可调汽蚀文氏管性能的影响，为高性能可调汽蚀文氏管的设计提供了参考。对针栓式喷注器和变推力液体火箭发动机推力室的结构参数和工作参数进行了设计，采用考虑推力室内推进剂雾化，蒸发，混合和燃烧的一整套物理模型对推力室内的喷雾燃烧过程进行了描述，在此基础上采用相应的数值计算方法对不同推力工况、不同喷注器时推力室内的燃烧流动过程进行了数值仿真，得到了推力室内的流场结构和特征，为合理设计变推力液体火箭发动机的喷注器和推力室提供了指导．了仿真研究。针对变推力发动机控制系统的特点和要求，提出了将模糊控制应用于变推力发动机控制的思路，然后分别对模糊控制、基于优化准则优化后的模糊控制、模糊．PI复合控制以及PID参数自整定模糊控制等方案在变推力液体火箭发动机控制中的应用进行了研究。结果表明，仅采用模糊控制难以提高控制系统的性能，但结合其它控制方案的模糊控制可以使变推力液体火箭发动机达到较高的性能，使系统具有更大的灵活性、适应性，更强的实时性以及更高的控制精度，能更好地满足控制要求。关键词：变推力液体火箭发动机，可调汽蚀文氏管，两相流，喷雾燃烧，模糊控制，数值模拟国防科学技术大学研究生院学位论文
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