一种可重复使用运载火箭逆向喷流数值仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可重复使用运载火箭逆向喷流数值仿真方法及系统，所述方法包括：建立喷管相关网格模型；以喷管喉部作为喷流计算的入口边界，并确定喷管的其他相关边界条件；控制喷管喉部按照发动机中的真实燃气组分给定质量百分比，以及控制空气来流按照所遇真实来流给定空气组分百分比；控制所述运载火箭逆向喷流所用的来流马赫数和喷管喉部静压值在计算过程中逐步变化，以对所述运载火箭逆向喷流进行仿真计算。流进行仿真计算。流进行仿真计算。

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用运载火箭逆向喷流数值仿真方法及系统


[0001]本申请涉及运载火箭气动计算领域，尤其涉及一种可重复使用运载火箭逆向喷流数值仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]为降低航天发射成本，提升发射频率，发展可重复使用运载火箭对我国航天事业发展具有重要意义。
[0003]当可重复使用运载火箭一子级返回时，需要依靠发动机点火进行减速制动，喷管喷出的高温燃气与来流方向相反，属于典型的逆向喷流范畴。由于自由来流和发动机喷流之间存在相互干扰，尤其是再入大气初始阶段，高度较高且大气压力很低，喷管出口的燃气发生剧烈膨胀，而此时来流马赫数较高，来流与喷流之间存在很强的相互干扰，流场结构异常复杂，因此，准确仿真该流场结构难度很大。
[0004]目前，国内针对逆向喷流的相关研究主要集中在喷流减阻、降热方面，研究内容多为头部小孔径的喷流，喷流总温、总压较低，与来流气动干扰不强，仿真难度较低，对于大尺寸火箭发动机(例如运载火箭发动机)的逆向喷流仿真，国内尚处于技术空白阶段。

技术实现思路

[0005]为了准确模拟可重复使用运载火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用运载火箭逆向喷流数值仿真方法，其特征在于，所述方法包括：建立喷管相关网格模型；以喷管喉部作为喷流计算的入口边界，并确定喷管的其他相关边界条件；控制喷管喉部按照发动机中的真实燃气组分给定质量百分比，以及控制空气来流按照所遇真实来流给定空气组分百分比；控制所述运载火箭逆向喷流所用的来流马赫数和喷管喉部静压值在计算过程中逐步变化，以对所述运载火箭逆向喷流进行仿真计算。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立喷管相关网格模型之后，所述方法还包括：将喷流下游燃气膨胀区域进行网格加密处理。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述远场入口进口边界的压力设置为根据实际飞行高度计算得到的当地大气压力。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制喷管喉部按照发动机中的真实燃气组分给定质量百分比之前，所述方法还包括：将喷管喉部的温度设置为真实值。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述运载火箭逆向喷流所用的来流马赫数和喷管喉部静压值在计算过程中逐步变化，具体包括：步骤A，设定一来流马赫数初始值和喷管喉部静压初始值进行仿真计算；步骤B，在计算收敛后，保持来流马赫数初始值不变并增加喷管喉部静压值，将收敛结果作为初始条件参与本次计算；步骤C，重复执行步骤B直至所述喷管喉部静压值达到对应实际值；步骤D，基于所述流马赫数初始值和所述喷管喉部静压值对应实际值进行仿真计算；步骤E，在计算收敛后，保持所述喷管喉部静压值为实际值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，李钧，龚习，冯刚，杨跃，姜航，朱佩婕，尹仕卿，胡智珲，陈辰，王迎春，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：