大气吸气模式激光等离子体推进数值模拟

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kok671113
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们开发和利用太空的程度不断加深,同时对于廉价小卫星的发射需求越来越多,传统火箭运载系统由于存在比冲和有效载荷小、费用高、化学污染严重等缺点,世界各国迫切需要研制开发新型运载系统,而作为运载系统核心的推进系统的改进与创新,则成为研发任务的关键性内容。激光等离子体推进技术作为一种备受关注的新型推进技术,具有发射时间短、费用低、可重复利用等特点,因而受到世界各国科研机构的大力追捧。目前,由于激光等离子体推进的复杂性,对于激光等离子体推进在理论和工程应用方面仍没有统一的认识,实验研究费用太高,因此,利用当前先进的理论建立模型,应用数值分析手段进行一系列的模拟研究具有重要意义。本论文基于计算流体力学理论(CFD),使用有限体积法数值求解欧拉方程,前期采用激光能量瞬时注入模型,并利用点爆炸模型计算等离子体的初始状态参数作为数值模拟的初始条件,采用龙格—库塔法保证时间步长的精度,利用AUSM+格式保证空间精度,对激光支持等离子体的特性进行数值分析,采用完全气体模型和高温平衡气体模型计算了推进器的冲量耦合系数,利用现有的试验结果进行模型的正确性验证。针对单脉冲激光推进模型,分别计算了不同大气状况、不同聚焦位置对冲量耦合系数的影响,并得出一般性规律,对比试验结果进行了验证。针对激光参数和喷管构型的不同,分析了参数变化对推进器冲量耦合系数的影响,分析了推进器内部流场随时间的变化规律,为激光器的选择设计和推进器的设计提供了可行的参考依据。
其他文献
学位
移动目标轨迹跟踪测量技术是智能监控系统的关键构成方面,因此实现对目标的运动状态的测量时,移动目标轨迹跟踪的测量对加强智能监控系统精度和分析智能监控系统来说是非常关
从上个世纪八十年代,光传操纵技术就进入了航空领域。光传操纵系统代替电传操纵系统是飞行控制技术发展的必然趋势。这主要因为光纤传输可以消除电磁感应、减小电磁干扰和串扰
核电发展始终要把安全运行放在第一位,测量系统作为核电站的一个基础性环节,直接关系到核电运行的稳定性,其可靠性评估研究对于核电站安全运行具有重要意义。  本文在现有测量
近年来微纳米含能材料由于其能量释放释放速率高、点火作用时间短等优异性能而成为众多学者研究热点。目前含能薄膜(Al/金属或金属氧化物复合薄膜)具有较高的能量输出,然而其不具有产气的功能并且其点火温度较高。本文利用原位化学反应的方法首次将有机含能材料硝基酚类化合物苦味酸锌引入到薄膜上,从而使薄膜既能释放出能量同时也能产生大量的气体,该工作对于含能器件多功能化具有重要的意义。具体的步骤为:首先采用水热法
我国铁路机车面向高速、重载方向发展,要求齿轮传动系统具有较好的品质,以确保机械传动系统能正常工作而不发生故障或失效。因此,对机车牵引齿轮系统的动力学问题进行深入研
进入21世纪,制信息权决定了战争的胜败,集侦察、情报传输和火力打击于一身的无人机必然成为信息化战场的绝对主力。研究无人机起飞与着陆技术,对于推动无人机技术发展和掌握未来
加强防化装备维修保障资源预测与决策方法及应用研究,是适应国防与军队信息化建设形势发展的需要,是构建基于信息系统体系作战装备保障能力的需要,是创新遂行“非战”行动体