Análisis numérico de las características de decaimiento de pulso en motores cohete sólidos para diferentes configuraciones de grano Finocyl
Autores: Guo, Fengnan; Li, Fengrui; Ji, Hongfeng; Fu, Lin; Gao, Xuyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis numérico de las características de decaimiento de pulso en motores cohete sólidos para diferentes configuraciones de grano Finocyl
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Inestabilidad de combustión
Motores de cohete sólidos
Oscilaciones de presión
Método de simulación numérica
Análisis acústico por elementos finitos
Simulación de grandes remolinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La inestabilidad de combustión es un estado de trabajo anormal que a menudo ocurre en motores cohete sólidos avanzados (SRMs), lo que puede provocar oscilaciones de presión, aumentar el riesgo de fallo en la misión e incluso causar daños estructurales. En este artículo, se adapta un método de simulación numérica para analizar el problema de inestabilidad de combustión de un SRM típico de grano finocilo, y se comparan y analizan el proceso de trabajo y la oscilación de presión de SRMs de diferentes estructuras. En primer lugar, se presentan el método de análisis acústico por elementos finitos (FEA) y el método de simulación de grandes remolinos (LES) para el análisis de inestabilidad de combustión de SRM. Luego, se verifica el método de simulación numérica presentado en este artículo comparando los resultados actuales con los datos experimentales del motor Ariane-5 P230, y finalmente, se estudian las características de oscilación de presión de SRMs con diferentes estructuras mediante excitación de pulso externo. Los resultados de la simulación muestran que la tasa de decaimiento de presión de la estructura de grano finocilo frontal es más rápida que la de la estructura de grano finocilo trasera bajo la misma excitación externa. La posición de excitación tiene una influencia relativamente menor en las características de decaimiento de las oscilaciones de presión. Los resultados pueden proporcionar una cierta referencia para el diseño de estabilidad de combustión de los SRMs.
Descripción
La inestabilidad de combustión es un estado de trabajo anormal que a menudo ocurre en motores cohete sólidos avanzados (SRMs), lo que puede provocar oscilaciones de presión, aumentar el riesgo de fallo en la misión e incluso causar daños estructurales. En este artículo, se adapta un método de simulación numérica para analizar el problema de inestabilidad de combustión de un SRM típico de grano finocilo, y se comparan y analizan el proceso de trabajo y la oscilación de presión de SRMs de diferentes estructuras. En primer lugar, se presentan el método de análisis acústico por elementos finitos (FEA) y el método de simulación de grandes remolinos (LES) para el análisis de inestabilidad de combustión de SRM. Luego, se verifica el método de simulación numérica presentado en este artículo comparando los resultados actuales con los datos experimentales del motor Ariane-5 P230, y finalmente, se estudian las características de oscilación de presión de SRMs con diferentes estructuras mediante excitación de pulso externo. Los resultados de la simulación muestran que la tasa de decaimiento de presión de la estructura de grano finocilo frontal es más rápida que la de la estructura de grano finocilo trasera bajo la misma excitación externa. La posición de excitación tiene una influencia relativamente menor en las características de decaimiento de las oscilaciones de presión. Los resultados pueden proporcionar una cierta referencia para el diseño de estabilidad de combustión de los SRMs.