液氢泵模拟介质试验仿真研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 前言 | 第9-21页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外离心泵数值模拟方法 | 第10-11页 |
| 1.2.1 无黏流数值模拟阶段 | 第10页 |
| 1.2.2 黏流数值模拟阶段 | 第10-11页 |
| 1.3 液体火箭发动机氢泵模拟介质试验 | 第11-17页 |
| 1.3.1 水力试验 | 第12页 |
| 1.3.2 空气模拟介质试验 | 第12-16页 |
| 1.3.3 低温氮气模拟介质试验 | 第16-17页 |
| 1.4 论文的主要研究内容和技术路线 | 第17-20页 |
| 1.4.1 课题目标 | 第17-18页 |
| 1.4.2 研究对象 | 第18页 |
| 1.4.3 本文的主要思想 | 第18-19页 |
| 1.4.4 技术路线 | 第19页 |
| 1.4.5 本文主要内容 | 第19-20页 |
| 1.5 小结 | 第20-21页 |
| 2 理论基础 | 第21-58页 |
| 2.1 泵的基本理论和相似理论 | 第21-27页 |
| 2.1.1 速度三角形 | 第21-22页 |
| 2.1.2 泵的基本方程式 | 第22-24页 |
| 2.1.3 相似条件 | 第24-26页 |
| 2.1.4 泵相似定律 | 第26-27页 |
| 2.2 考虑雷诺准则的泵相似换算和模拟介质选取 | 第27-31页 |
| 2.2.1 考虑雷诺准则的泵相似换算 | 第27-28页 |
| 2.2.2 考虑雷诺准则的泵模拟介质选取 | 第28-30页 |
| 2.2.3 泵模拟介质的选取原则 | 第30-31页 |
| 2.3 可压缩介质的状态方程 | 第31-36页 |
| 2.3.1 液氢的状态方程 | 第31-32页 |
| 2.3.2 ARK真实气体状态方程 | 第32-33页 |
| 2.3.3 ARK气体等熵过程方程 | 第33-36页 |
| 2.4 考虑介质压缩性的相似理论 | 第36-39页 |
| 2.4.1 工况面和相似线 | 第36-37页 |
| 2.4.2 不可压缩介质相似线与工况线 | 第37-38页 |
| 2.4.3 可压缩介质相似线与工况线 | 第38页 |
| 2.4.4 相似工况点的判定方法 | 第38-39页 |
| 2.5 泵内介质可压缩性对运动相似的影响 | 第39-49页 |
| 2.5.1 可压缩介质的泵内能量 | 第39-44页 |
| 2.5.2 可压缩介质理论扬程 | 第44-46页 |
| 2.5.3 可压缩介质理论扬程算例 | 第46-48页 |
| 2.5.4 等熵扬程进行相似换算的合理性 | 第48页 |
| 2.5.5 不同压缩性介质的出口速度三角形比较 | 第48-49页 |
| 2.6 考虑可压缩性的雷诺准则模拟介质选取 | 第49-52页 |
| 2.6.1 模拟介质入口条件的确定 | 第49-51页 |
| 2.6.2 模拟介质泵运行工况确定 | 第51-52页 |
| 2.7 CFD基本理论和数值方法 | 第52-55页 |
| 2.7.1 CFD基本控制方程 | 第52-53页 |
| 2.7.2 湍流理论 | 第53-55页 |
| 2.8 使用软件介绍 | 第55-56页 |
| 2.8.1 CFX计算软件 | 第55-56页 |
| 2.8.2 ICEM网格划分软件 | 第56页 |
| 2.8.3 Creo2.0三维建模软件 | 第56页 |
| 2.9 小结 | 第56-58页 |
| 3 小推力发动机氢泵氮气试验及仿真计算 | 第58-96页 |
| 3.1 低温氮气模拟介质试验 | 第58-68页 |
| 3.1.1 试验氢泵介绍 | 第58-60页 |
| 3.1.2 温氮气试验系统介绍 | 第60-61页 |
| 3.1.3 低温氮气试验结果分析 | 第61-67页 |
| 3.1.4 氮气试验总结 | 第67-68页 |
| 3.2 小推力发动机氢泵试验结果仿真计算 | 第68-85页 |
| 3.2.1 三维几何模型的建立 | 第68-70页 |
| 3.2.2 计算网格划分 | 第70-72页 |
| 3.2.3 水介质仿真 | 第72-74页 |
| 3.2.4 液氢介质仿真 | 第74-78页 |
| 3.2.5 低温氮气试验工况仿真 | 第78-83页 |
| 3.2.6 氮气试验工况仿真总结 | 第83-85页 |
| 3.3 小推力发动机氢泵雷诺准则氮气模拟仿真 | 第85-94页 |
| 3.3.1 氮气入口条件的确定 | 第85-87页 |
| 3.3.2 氮气模拟泵运行工况的确定 | 第87页 |
| 3.3.3 马赫数对流动的影响 | 第87-89页 |
| 3.3.4 重新确定氮气入口条件和工况 | 第89-90页 |
| 3.3.5 计算及结果分析 | 第90-94页 |
| 3.4 小结 | 第94-96页 |
| 4 中等推力发动机氢泵仿真计算 | 第96-115页 |
| 4.1 研究对象选取 | 第96-97页 |
| 4.2 中等推力发动机氢泵试验结果仿真计算 | 第97-106页 |
| 4.2.1 中等推力发动机氢泵三维几何模型的建立 | 第97-99页 |
| 4.2.2 计算网格划分 | 第99-100页 |
| 4.2.3 水介质仿真 | 第100-103页 |
| 4.2.4 液氢介质仿真 | 第103-106页 |
| 4.3 中等推力发动机氢泵氮气模拟仿真 | 第106-114页 |
| 4.3.1 氮气入口条件的确定 | 第106-108页 |
| 4.3.2 氮气模拟泵运行工况的确定 | 第108页 |
| 4.3.3 原则3的修正和氮气入口条件重新确定 | 第108-110页 |
| 4.3.4 计算及结果分析 | 第110-114页 |
| 4.4 小结 | 第114-115页 |
| 5 大推力发动机氢泵仿真计算 | 第115-128页 |
| 5.1 大推力发动机氢泵三维几何模型的建立 | 第115-117页 |
| 5.2 计算网格划分 | 第117-118页 |
| 5.3 液氢介质计算 | 第118-120页 |
| 5.4 大推力发动机氢泵氮气模拟仿真 | 第120-126页 |
| 5.4.1 氮气入口条件和运行工况的确定 | 第120-122页 |
| 5.4.2 计算及结果分析 | 第122-126页 |
| 5.5 小结 | 第126-128页 |
| 总结与展望 | 第128-131页 |
| 论文主要内容总结 | 第128-129页 |
| 论文的主要研究成果和结论 | 第129-130页 |
| 论文创新点 | 第130页 |
| 展望 | 第130-131页 |
| 参考文献 | 第131-133页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第133-134页 |
| 致谢 | 第134-135页 |
