三维SRM点火瞬态流固耦合的子循环-预测校正数值模拟

本文主要探讨了"基于子循环-预测校正的三维SRM点火瞬态流固耦合数值模拟"这一主题，发表在2011年4月的《计算力学学报》增刊中。固体火箭发动机（SRM）的点火瞬态过程是一个复杂的问题，涉及到流动、结构变形和燃烧等多个物理场的耦合。传统的方法往往侧重于单个物理场的研究，但这种方法难以提供完整的数值模拟。 作者高汉武等人利用先进的数值模拟技术，特别是紧耦合算法，来研究计算流体动力学（CFD）和计算结构动力学（CSM）代码的有效集成。他们选择了一种翼柱型装药固体火箭发动机作为研究对象，通过子循环-预测校正的方式，实现了流体与固体的精确交互。这种算法的优势在于能够捕捉到点火过程中尾部药柱壁面首先点燃的现象，并观察到火焰如何迅速向翼槽和头部传播，以及翼段在这一过程中可能面临的潜在破坏。 研究发现，翼柱型发动机在点火瞬态时，尾部是初始点火区域，随后火焰扩散导致结构响应，翼段由于承受更大的应力，最容易出现损坏。紧耦合算法的使用显著提高了模拟的精度，能够达到二阶时间精度，这对于理解固体火箭发动机的实际工作性能和优化设计至关重要。 本文的关键词包括固体火箭发动机、点火瞬态、流固耦合、子循环-预测校正以及紧耦合，这些都表明了研究者们对固体火箭工程领域的深入理解和技术创新。此外，文章引用了美国伊利诺伊大学先进火箭仿真中心在类似研究领域的进展，强调了这类先进技术在实际工程中的应用前景。 这篇论文提供了固体火箭发动机点火瞬态流固耦合数值模拟的重要进展，对于推动固体火箭发动机设计、性能评估和安全性分析具有重要意义。它不仅展示了计算方法的提升，也突显了数值模拟在解决复杂工程问题中的作用。