【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 摘要 兩相流系統(tǒng)應(yīng)用于許多工程領(lǐng)域，但兩相流理論目前發(fā)展還不全面，還處于發(fā)展的初期階段。對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)而言，存在著很多有關(guān)兩相流的問(wèn)題，比如發(fā)動(dòng)機(jī)比沖預(yù)估時(shí)要考慮兩相流的損失、計(jì)算兩相間的相互作用的阻力和傳熱時(shí)要考慮兩相流的影響、熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要計(jì)及兩相流動(dòng)等。 因 此對(duì)兩相流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行跟蹤研究是十分必要的，以便了解兩相流的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)兩相流理論和應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，找出解決兩相流問(wèn)題的方法，并掌握其發(fā)展方向。 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： （ 1）歸納總結(jié)了兩相流的發(fā)展與研究現(xiàn)狀，詳述了兩相流的發(fā)展進(jìn)程以早 期的研究成果。到目前為止，兩相流理論還不夠完善，兩相流仍處在發(fā)展的初期階段；兩相流的數(shù)值模擬研究早已是探索兩相流動(dòng)機(jī)理的 重要手段之一 ；同時(shí)海內(nèi)外的學(xué)者們也早已將注意力集中在兩相流的相關(guān)研究上，并 取得了較大的成果 。 （ 2）概括了兩相流在航空航天方面國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展及最新研究成果。在噴管方面的研究已經(jīng)取得了較大的研究成果，其中兩相流損失、型面的最佳設(shè)計(jì)等體現(xiàn)了目前的水平，但是兩相流燒蝕、推進(jìn)劑燃燒模型等方面仍然未作出成果。 （ 3）簡(jiǎn)要?dú)w納了二相流的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論，闡述了二相流的概念、分類(lèi)等；介紹了顆 粒相的物理特性及傳熱傳質(zhì)等相關(guān)理論；給出了兩相流的基本方程；并簡(jiǎn)要敘述了二相流檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，以及現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)的種類(lèi)。 （ 4）針對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管有過(guò)載的兩相流問(wèn)題，采用有限 體積 方法，對(duì)噴管兩相流的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了兩相流流動(dòng)溫度、壓強(qiáng)和馬赫數(shù)的分布規(guī)律，以及加速度對(duì)推力的影響。研究 結(jié)果表明：兩相流 與 純氣相流場(chǎng) 壓強(qiáng)的 變化規(guī)律相同； 兩相流 中溫度 高于 純氣相的溫度；馬赫數(shù)比純氣相 的 稍低 ； 模擬高空中有加速度的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)推力隨著加速度的增加而增大，但是增幅較小，只有 %的增量 。 關(guān)鍵字 ：兩 相流，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，兩相流模型，數(shù)值模擬 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 Abstract Twophase flow system is applied in many engineering fields, but the theory of twophase flow is not prehensive, and is still in the initial stage of development. There are a lot of questions about twophase flow in the solid rocket motor. For example, predicting the specific impulse of the engine have to consider the twophase flow loss, the calculation of interaction of resistance and heat transfer between two phases needs consider the influence of the twophase flow and design of the thermal structure must consider to gauge twophase flow. So it is necessary to study the twophase flow dynamics, in order to understand the current situation of twophase flow, and find the problems in twophase flow theory and application. To find out the method of solving the twophase flow problem and to master its developing direction. The main contents of this paper are: (1) The development of twophase flow and the research status are summarized, and the development of twophase flow is described in the early stage. So far, the twophase flow theory is still not perfect, twophase flow is still in the early stages of development。 twophase flow numerical simulation research has is to explore the mechanism of twophase flow, the main way。 at the same time scholars at home and abroad has long been the focus in the study of twophase flow, and has made great progress. （ 2） The progress and latest research results of two phase flow in aviation and spaceflight were summarized. Great achievements have been made in the research on nozzle, wherein the twophase flow loss, surface optimal design reflects the current level, but twophase flow erosion, propellant bustion model still fails to make achievements. (3) Briefly summarizes the basic knowledge and theory of twophase flow, expounds the definition and classification of twophase flow。 introduces the particles phase physical properties and the heat and mass transfer theory。 basic equation gives the twophase flow。 and a brief description of the twophase flow detection technology related knowledge, and the existing measurement techniques. (4) For nozzle for solid rocket motor overload of twophase flow, the finite element method, flow field of nozzle twophase flow was numerically simulated. The twophase flow temperature, pressure and Mach number distribution, and effect of acceleration for thrust. The results show that the twophase flow and pure gas phase flow pressure changes of the same。 twophase flow temperature higher than the pure gas phase temperature。 Mach numbers than pure gas phase is slightly lower。 simulation under high acceleration condition, the engine thrust increases with the increase of the acceleration, but the increase is small which is only % . Keywords : twophase flow, solid rocket motor, twophase flow model, numerical simulation 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 目錄 摘要 ........................................................ 1 Abstract ........................................................... 2 目錄 ................................................................ 3 第一章 緒論 ......................................................... 5 167。 研究背景及意義 ............................................ 5 167。 兩相流研究的發(fā)展與現(xiàn)狀 ..................................... 5 167。 本文研究?jī)?nèi)容 ............................................... 7 第二章 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中兩相流的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及最新成果 ................ 9 167。 國(guó)內(nèi)兩相流研究進(jìn)展及最新成果 ............................... 9 167。 國(guó)外的最新研究成果 ....................................... 17 第三章 兩 相流基本理論 ............................................. 20 167。 兩相流概述 ................................................ 20 167。 兩相流概念 .......................................... 20 167。 兩相流動(dòng)的特點(diǎn)及分類(lèi) ................................ 20 167。 顆粒相特性 ............................................... 21 167。 兩相流基本方程 ........................................... 23 167。 兩相流測(cè)量技術(shù) ........................................... 26 第四章 兩相流數(shù)值模擬 ............................................. 27 167。 數(shù)值模擬步驟及方法 ....................................... 27 167。 數(shù)值模擬離散方法 .......................................... 28 167。 數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型 ........................................ 30 167。 兩相流數(shù)值模擬模型 ....................................... 32 167。 單顆粒動(dòng)力學(xué)模型 .................................... 32 167。 單流體模型 .......................................... 33 167。 小滑移模型 .......................................... 33 167。 VOF 模型 ............................................ 34 167。 顆粒軌道模型 ........................................ 34 167。 雙（多）流體模型 .................................... 36 167。 湍流模型 ................................................. 38 167。 SA 模型 ............................................ 38 167。 雙方程模型 .......................................... 39 167。 LES 模型 ...