| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第19-41页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第19-20页 |
| 1.2 双脉冲固体发动机研究发展概况 | 第20-28页 |
| 1.2.1 双脉冲发动机国外研究现状 | 第20-23页 |
| 1.2.2 双脉冲发动机国内研究现状 | 第23-26页 |
| 1.2.3 双脉冲发动机研究中存在的问题 | 第26-28页 |
| 1.3 多物理场耦合计算方法研究概况 | 第28-38页 |
| 1.3.1 耦合传热计算方法研究进展 | 第28-31页 |
| 1.3.2 流固耦合计算方法研究进展 | 第31-35页 |
| 1.3.3 结构嵌套网格方法研究进展 | 第35-38页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第38-41页 |
| 2 多物理场控制方程与数值算法 | 第41-67页 |
| 2.1 流场控制方程及数值算法 | 第41-53页 |
| 2.1.1 流场控制方程 | 第41-43页 |
| 2.1.2 湍流模型 | 第43-45页 |
| 2.1.3 对流通量计算方法 | 第45-48页 |
| 2.1.4 粘性通量计算方法 | 第48页 |
| 2.1.5 时间推进方法 | 第48-50页 |
| 2.1.6 边界条件 | 第50-53页 |
| 2.2 热传导控制方程及数值算法 | 第53-54页 |
| 2.2.1 热传导控制方程 | 第53页 |
| 2.2.2 离散方法 | 第53页 |
| 2.2.3 边界条件 | 第53-54页 |
| 2.3 结构动力学方程的有限元方法 | 第54-56页 |
| 2.3.1 结构动力学控制方程 | 第54页 |
| 2.3.2 结构动力学方程求解 | 第54-55页 |
| 2.3.3 边界条件 | 第55-56页 |
| 2.4 算例验证 | 第56-65页 |
| 2.4.1 亚声速后台阶流动 | 第56-57页 |
| 2.4.2 模拟固体火箭发动机内流场 | 第57-61页 |
| 2.4.3 半无限大平板热传导 | 第61-62页 |
| 2.4.4 厚壁球壳受内压作用 | 第62-63页 |
| 2.4.5 悬臂梁受力分析 | 第63-64页 |
| 2.4.6 悬臂梁振动分析 | 第64-65页 |
| 2.5 小结 | 第65-67页 |
| 3 多物理场耦合数值模拟方法 | 第67-89页 |
| 3.1 流热耦合计算方法 | 第67-70页 |
| 3.1.1 流热耦合界面处理 | 第67-68页 |
| 3.1.2 流热耦合时间推进方法 | 第68-70页 |
| 3.2 热固耦合计算方法 | 第70-71页 |
| 3.2.1 热应力问题的有限元方程 | 第70-71页 |
| 3.2.2 考虑结构变形的热传导方程 | 第71页 |
| 3.3 流固耦合计算方法 | 第71-73页 |
| 3.3.1 流固耦合界面处理 | 第71-72页 |
| 3.3.2 流固耦合算法 | 第72-73页 |
| 3.4 动态结构嵌套网格方法 | 第73-77页 |
| 3.4.1 嵌套网格系统 | 第73-74页 |
| 3.4.2 嵌套网格单元及边界分类 | 第74页 |
| 3.4.3 嵌套网格洞边界确定 | 第74-76页 |
| 3.4.4 贡献单元的搜寻 | 第76页 |
| 3.4.5 流场信息的传递 | 第76-77页 |
| 3.5 算例验证 | 第77-87页 |
| 3.5.1 NACA0012翼型绕流 | 第78-79页 |
| 3.5.2 NACA0012翼型周期俯仰运动 | 第79-80页 |
| 3.5.3 非定常圆柱绕流 | 第80-81页 |
| 3.5.4 后台阶耦合传热 | 第81-82页 |
| 3.5.5 激波冲击竖直平板 | 第82-84页 |
| 3.5.6 二维圆管高超声速气动加热与结构传热 | 第84-87页 |
| 3.6 小结 | 第87-89页 |
| 4 多物理场耦合软件平台开发与实验验证 | 第89-105页 |
| 4.1 多物理场耦合软件平台开发 | 第89-93页 |
| 4.1.1 多物理场耦合软件平台需求分析 | 第89页 |
| 4.1.2 多物理场耦合软件平台模块设计 | 第89-91页 |
| 4.1.3 多物理场耦合软件平台功能实现 | 第91-92页 |
| 4.1.4 多物理场耦合软件平台主要特点 | 第92-93页 |
| 4.2 固体火箭发动机点火验证实验 | 第93-97页 |
| 4.2.1 固体火箭发动机点火实验系统 | 第93-94页 |
| 4.2.2 推进剂点火及燃烧加质模型 | 第94-95页 |
| 4.2.3 数值模拟结果及验证 | 第95-97页 |
| 4.3 冷气冲击验证实验 | 第97-102页 |
| 4.3.1 冷气冲击实验系统 | 第97-99页 |
| 4.3.2 冷气冲击实验方法及步骤 | 第99页 |
| 4.3.3 冷气冲击数值模拟及验证 | 第99-102页 |
| 4.4 小结 | 第102-105页 |
| 5 金属膜片式双脉冲发动机三维点火过程冲击特性研究 | 第105-129页 |
| 5.1 数值模拟方法与模型 | 第105-108页 |
| 5.1.1 数值模拟方法 | 第105页 |
| 5.1.2 计算模型及网格划分 | 第105-107页 |
| 5.1.3 初始条件与边界条件 | 第107-108页 |
| 5.2 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性分析 | 第108-119页 |
| 5.2.1 金属膜片破裂前内流场特性分析 | 第109-113页 |
| 5.2.2 金属膜片破裂后内流场特性分析 | 第113-114页 |
| 5.2.3 Ⅱ脉冲点火过程压强冲击特性分析 | 第114-116页 |
| 5.2.4 金属膜片力学特性分析 | 第116-119页 |
| 5.3 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性的影响规律及机理 | 第119-126页 |
| 5.3.1 点火具质量流率对点火过程的影响 | 第119-121页 |
| 5.3.2 金属膜片厚度对点火过程的影响 | 第121-122页 |
| 5.3.3 金属膜片直径对点火过程的影响 | 第122-125页 |
| 5.3.4 推进剂燃速对点火过程的影响 | 第125-126页 |
| 5.4 小结 | 第126-129页 |
| 6 隔层式双脉冲发动机点火过程冲击特性研究 | 第129-149页 |
| 6.1 数值模拟方法与模型 | 第129-132页 |
| 6.1.1 数值模拟方法 | 第129页 |
| 6.1.2 计算模型与网格划分 | 第129-131页 |
| 6.1.3 初始条件及边界条件 | 第131-132页 |
| 6.2 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性分析 | 第132-142页 |
| 6.2.1 隔层破裂前内流场特性分析 | 第134-136页 |
| 6.2.2 隔层破裂后内流场特性分析 | 第136-138页 |
| 6.2.3 Ⅱ脉冲点火过程中压强冲击特性分析 | 第138-141页 |
| 6.2.4 隔层变形力学特性分析 | 第141-142页 |
| 6.3 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性的影响规律及机理 | 第142-146页 |
| 6.3.1 点火具质量流率对点火过程的影响 | 第142-143页 |
| 6.3.2 推进剂燃速对点火过程的影响 | 第143-145页 |
| 6.3.3 自由容积对点火过程的影响 | 第145-146页 |
| 6.4 小结 | 第146-149页 |
| 7 结论与展望 | 第149-153页 |
| 7.1 本文主要结论 | 第149-151页 |
| 7.2 本文创新点 | 第151-152页 |
| 7.3 未来展望 | 第152-153页 |
| 致谢 | 第153-155页 |
| 参考文献 | 第155-169页 |
| 附录 | 第169-170页 |