【技术实现步骤摘要】
一种固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法及系统
本专利技术涉及固体推进剂废料切割处理
，特别是涉及一种固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法及系统。
技术介绍
在军工技术作业中，对固体火箭发动机的“处废”是一项难度极大、技术含量极高、安全系数较低的工作。如何能够有效的将发动机中的固体推进剂去除，同时又保障一定的安全系数，实现发动机壳体的有效回收利用，是科研和技术人员解决的难题之一。传统或者采用刀具切割的方法，需要人工近距离的作业，不仅推进剂的药物伤害身体，同时推进剂遭受机械作用后极易引发燃烧、爆炸等事故；或者采用高压水射流的方式进行切割，虽然降低了切割温度，但是该技术切割效率极低，易导致气溶胶集聚，增加次生灾害发生的几率。而前混合磨料水射流在此背景下逐渐发展起来，作为一种全新的现代切割技术，通过将高压水与磨料事先混合形成液固两相高能束流进行固体推进剂的切割，既有效降低了出口压力，又提高了切割过程的安全系数，是一种极具潜力的切割技术。前混合磨料水射流切割固体推进剂废料过程中，磨料的配比如何调整、喷嘴的尺寸如何优化、...
【技术保护点】
1.一种固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法，其特征在于，包括：/n建立射流喷嘴几何模型和固体推进剂几何模型；/n建立前混合磨料水射流的液体-固体颗粒两相流物理模型；/n建立固体推进剂的动力学控制方程；/n选取磨料、水、固体推进剂三种材料参数；/n采用SPH方法对所述前混合磨料水射流的液体-固体颗粒两相流物理模型进行离散；/n采用SPH方法对所述固体推进剂的动力学控制方程进行离散；/n建立时间积分格式；/n根据所述射流喷嘴几何模型、固体推进剂几何模型、离散后的两相流物理模型、离散后的固体推进剂的动力学控制方程采用时间积分格式进行数值仿真计算，得到不同时刻的场变量。/n
【技术特征摘要】
1.一种固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法，其特征在于，包括：
建立射流喷嘴几何模型和固体推进剂几何模型；
建立前混合磨料水射流的液体-固体颗粒两相流物理模型；
建立固体推进剂的动力学控制方程；
选取磨料、水、固体推进剂三种材料参数；
采用SPH方法对所述前混合磨料水射流的液体-固体颗粒两相流物理模型进行离散；
采用SPH方法对所述固体推进剂的动力学控制方程进行离散；
建立时间积分格式；
根据所述射流喷嘴几何模型、固体推进剂几何模型、离散后的两相流物理模型、离散后的固体推进剂的动力学控制方程采用时间积分格式进行数值仿真计算，得到不同时刻的场变量。
2.根据权利要求1所述的固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法，其特征在于，所述建立前混合磨料水射流的液体-固体颗粒两相流物理模型，具体包括：
建立前混合磨料水射流的液体相控制方程组：
其中，下标l表示的是液体相的标志，与下面的固体颗粒相区分开；αl、ρl和vl分别为液体的体积分数、密度和速度，表示偏导数，是指对时间的偏导数，Pl表示的是液体相的正压力，表示的是梯度，则表示的是散度，g为重力加速度，Rlp为液体相和固体颗粒相之间的相互作用力，液体的粘性作用对于颗粒的作用不可以忽略，τl为液体相的剪切应力张量；
建立前混合磨料水射流的固体颗粒相控制方程组：
其中，下标p表示的是固体颗粒相的标志，αp,ρp和vp分别为颗粒相体积分数、密度和速度，为液体连续相压力梯度，为固体颗粒相压力梯度，αpρpg为颗粒所受外部体积力，Rpl为相间相互作用力，hp为固体颗粒相的能量焓值及qp为固体颗粒相内部的热传导量，τp为颗粒相粘性应力张量。
3.根据权利要求1所述的固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法，其特征在于，所述建立固体推进剂的动力学控制方程，具体包括：
建立固体推进剂的动力学控制方程：
其中，下标s是固体的表征，ρs为固体推进剂的密度，vsα为固体推进剂的速度在α方向的分量，α取x、y以及z方向，x为位移，σsαβ为固体推进剂的全应力分量，ps为固体推进剂所受到的正应力，为固体推进剂所受到的剪应力，fsα为固体推进剂所受到的其他外部作用力，es为固体推进剂内能。
4.根据权利要求1所述的固体推进剂废料切割处理的数值仿真方法，其特征在于，所述选取磨料、水、固体推进剂三种材料参数，具体包括：...
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