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本文以固体火箭发动机推进剂燃烧为工程背景,数值分析了不同压力和不同组分条件下,AP/HTPB复合固体推进剂的微尺度稳态燃烧以及初始最大压降速率为480MPa/s条件下的微尺度瞬态燃烧特性,获得了燃烧过程中气相火焰温度、组分、热释放速率和燃速等特性参数的变化规律,主要工作及研究内容如下:(1)不同压力条件下AP/HTPB固体推进剂稳态燃烧特性的数值模拟为研究不同环境压力对于AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性的影响,运用ICEM软件构建模型,并进行网格划分,结合fluent软件数值模拟0.3MPa到7.2MPa压力下,AP颗粒直径为110微米,体积分数为76%的AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性。计算结果表明:整个稳态燃烧过程呈现三种火焰形状,0.3MPa至0.4MPa时,以预混火焰为主;0.4MPa至2.4MPa范围内,包含预混火焰和扩散火焰两种火焰结构;压力大于2.4MPa时,扩散火焰占主导地位。压力在0.3MPa~7.2MPa范围内,气相对固相的热反馈、燃面温度、燃面燃速和燃气流速沿x轴(y=0时)均呈现出先增加后减小的趋势,并且随着压力的增加,最大燃面温度、最大燃面燃速和最大燃气流速也随之增加。(2)不同混合比例下AP/HTPB固体推进剂稳态燃烧特性的数值模拟在压力P=2.4MPa不变的条件下,通过fluent软件进一步研究氧化剂含量在0.76到0.95范围内,AP/HTPB复合固体推进剂的稳态燃烧特性,获得了氧化剂含量对于AP/HTPB燃烧过程的影响规律。计算结果表明:AP氧化剂含量增加,微尺度单元模型中AP氧化剂加宽,AP/HTPB交界面正上方原本分离的火焰带逐渐扩散融合成一个整体,容积热释放速率减小,气相对固相的热反馈也不断减弱,燃面温度和气相温度不断衰减,燃气流速和燃面燃速也随之降低。(3)在初始最大压降速率为480MPa/s的条件下,AP/HTPB固体推进剂非稳态燃烧特性的数值模拟在AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性研究基础上,建立了AP/HTPB推进剂二维非稳态燃烧模型,采用fluent软件进一步研究了初始最大降压速率为480MPa/s条件下,AP/HTPB非稳态燃烧特性,获得了气相温度、组分、热释放速率和燃速等相关参数的变化规律。计算结果表明:在压力下降过程中,气相区域火焰温度分布不均匀性逐渐降低,其数值先增加而后减小,各组分间相互扩散,影响燃烧过程的主导因素从热解气体的扩散输运变化为热解气体之间的化学反应。热释放核心带面积增加,但热释放速率却在不断减小。燃面平均温度和燃面平均燃速呈现出三种不同速率的减小趋势,并最终趋于稳定。