小型固体火箭发动机斜切喷口流场数值仿真与试验研究的任务书.docx

小型固体火箭发动机斜切喷口流场数值仿真与试验研究的任务书
任务书
一、选题背景及研究意义
固体火箭发动机是一种常见的推进装置，具有体积小、结构简单、使用安全等优点。涉及的科学技术领域较广，包括固体燃料化学反应、流体力学、材料科学等，在军事、航空、航天等领域应用广泛。近年来，随着科技水平日益提高，新材料、新工艺的应用，人们对于固体火箭发动机的研究趋势也在发生着变化，研究方向从传统的推力、燃料组成等参数研究，向着更高效、更安全、更稳定、更持续的方向发展。
固体火箭发动机中，喷口是控制和调节喷流的部分，其喷流的状态和流场特性对发动机的性能和稳定性有着重要影响。斜切喷口是一种常见的喷口形式，其尖锐的喷口轮廓能够有效地加速喷流，提高推力效率。为了更好地掌握喷口的流场特性、优化喷口设计，数值仿真和实验研究是不可或缺的手段。
本选题旨在开展小型固体火箭发动机斜切喷口流场数值仿真与试验研究，探究喷口内的流场变化规律和喷口对于发动机性能的影响，为固体火箭发动机的优化设计提供理论指导。
二、研究内容及方法
1.斜切喷口流场数值模拟
通过数值模拟，建立小型固体火箭发动机中斜切喷口的流场模型，探究喷口内部的流场变化规律和流动特性。具体内容包括：
（1）建立斜切喷口的三维实体模型；
（2）使用计算流体力学（CFD）方法，模拟喷口内部的流场变化过程，分析流线、速度场、温度场等参数的变化规律；
（3）对模拟数据进行分析，得出喷口内部流场的变化特点和影响因素。
2.斜切喷口的流量特性试验
通过实验，验证数值模拟结果的准确性和可靠性，考察喷口的流量特性和流场变化情况。具体内容包括：
（1）制备小型固体火箭发动机，并安装斜切喷口；
（2）使用流量计、压力计等测试设备，记录流量、压力等参数变化情况；
（3）进行多组试验，对数据进行处理分析，得到喷口的流量特性和对流场的影响。
3.优化设计
根据实验结果和数值模拟的数据分析，提出优化设计方案，探究不同参数对流场特性和发动机性能的影响。
三、预期成果
1.小型固体火箭发动机斜切喷口的流场数值模拟结果，包括流线、速度场、温度场等参数的变化规律，为深入探究斜切喷口的流场特性提供研究依据和理论支持。
2.小型固体火箭发动机斜切喷口的流量特性试验数据的分析和处理结果，为探究喷口对流场的影响、提高喷口性能和效率提供数据支持。
3.针对数值模拟和试验结果，提出针对斜切喷口的优化设计方案，为固体火箭发动机设计和研发提供理论指导和技术支持。
四、进度安排
1.阶段一（2个月）：建立数值模型和进行数值模拟；
2.阶段二（3个月）：制备火箭发动机和斜切喷口，并进行流量特性试验；
3.阶段三（1个月）：数据处理和分析；
4.阶段四（2个月）：根据分析结果，提出优化设计方案。
五、研究经费及保障
本项目预计需要经费100万元，用于研究设备、材料采购、实验室化学品等费用。经费来源可多渠道筹措，包括科技部、企业和学校的资助和支持。
六、研究团队
本研究由固体火箭发动机研究专家组成的团队承担，团队成员包括工程师、博士后、研究生等，具有丰富的科研经验和优秀的科研成果。团队成员将共同参与实验和模拟工作，确保研究质量和进度的顺利推进。
七、参考文献
1.ChenL,ChenF,WangX.Numericalsimulationofflowfieldsinslantcutnozzleofsolidrocketmotor[J].JournalofSolidRocketTechnology,2019(2):60-64.
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