流固耦合数值模拟在分段式固体火箭发动机中的应用分析

"这篇论文详细探讨了流固耦合数值模拟方法在分段式固体火箭发动机(SRM)中的应用，特别是在解决压强振荡问题上的进展。作者们高双式、强洪夫和周伟来自第二炮兵工程学院，他们强调了流固耦合作用在固体火箭发动机工作过程中可能导致的结构变形和内流场压强的不稳定性，这可能对载荷产生动态受力，甚至破坏载荷。" 正文: 流固耦合数值模拟是研究固体火箭发动机内部流动和结构相互作用的关键技术。在2012年的这篇论文中，作者深入分析了这一领域的三个核心方面：耦合算法、界面数据传递以及动网格算法。耦合算法是模拟流体和固体之间相互作用的基础，它允许在不同物理域之间交换信息，如流体动力学和结构力学的计算结果。界面数据传递是确保这些域间交互准确性的关键，它涉及如何在流体和固体之间传递边界条件和应变率等关键参数。动网格算法则用于处理由于固体运动导致的网格变形，确保模拟的精度。 在分段式固体火箭发动机的工作过程中，压强振荡是一个重要的研究课题。这种振荡可能是由流体和结构之间的相互作用引起的，例如，燃烧室内的高温高压气体流导致的发动机壳体变形。这种变形反过来又影响流场，从而形成一个反馈循环，可能会导致压强的不稳定波动。作者指出，使用基于分离解法的流固耦合模拟方法，结合大涡模拟(LES)模型，可以有效地解决这个问题。大涡模拟是一种高级的流体动力学计算方法，能够捕捉到湍流的大尺度特征，对于理解和预测固体火箭发动机内部复杂的流体行为非常有用。 论文总结了流固耦合在分段式固体火箭发动机压强振荡研究方面的最新进展，并提出这种方法在解决实际工程问题中的应用潜力。通过这些模拟技术，工程师能够更好地预测和控制发动机的性能，防止潜在的结构破坏，提高火箭的整体可靠性和安全性。 关键词：固体火箭发动机，压强振荡，流固耦合，大涡模拟。这些关键词突出了论文的核心研究内容，即关注固体火箭发动机在工作过程中流体和结构相互作用导致的动态问题，以及采用先进的数值模拟技术进行分析和解决。 这篇论文为理解固体火箭发动机的工作机理和优化设计提供了重要的理论支持，同时展示了流固耦合数值模拟在工程技术领域的广泛应用价值。