固体火箭发动机羽流对火箭底部辐射加热的计算与实验研究

项目名称： 固体火箭发动机羽流对火箭底部辐射加热的计算与实验研究

项目编号： No.51176052

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 张小英

作者单位： 华南理工大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 研究固体火箭发动机羽流的辐射对发动机的热防护设计和运载火箭的可重复使用设计有重要的意义。传统羽流流场研究较少关注与发动机内流场的耦合及羽流中的化学反应，难以体现内外流场的统一性和羽流的后燃效应；而现有计算羽流气体光谱辐射的波带模型难以涵盖气体的数十万条谱线，无法与结构的传热及温度计算耦合。本申请拟在项目组前期的研究基础上，研究集固体火箭发动机燃烧室、尾喷管、后燃区与羽流于一体的统一流场，构建发动机内外流的化学反应两相统一流场理论模型，计算流场参数；采用Mie理论计算AL2O3粒子的光谱特性，构建体现羽流气体光谱辐射性质的全波长相关吸收系数模型，进一步采用离散坐标法求解羽流的方向三维光谱辐射场；然后根据羽流辐射场的结果计算发动机底部的导热/气动/辐射耦合传热及瞬态三维温度场；最后借助缩比模型实验，测量发动机底部的热流和温度，结合相似分析，校正理论模型，为固体火箭发动机的热防护设计提供依据。

中文关键词： 固体火箭；发动机；羽流；辐射；底部加热

英文摘要：

英文关键词： solid rocket；rocket engine；plume；radiation；base heating