动网格+固体推进剂:基于动网格的HMX/GAP/Al固体推进剂的动力学建模与仿真-CNF-Vo2020

题目:基于动网格的HMX/GAP/Al固体推进剂的动力学建模与仿真
摘要:本文从诸如燃速,表面温度,气相温度,物质的摩尔分数和比冲等方面研究了不同含量(0-20 wt%)的纳米铝颗粒对HMX/GAP/Al固体推进剂的影响。利用详细动力学机理建立了固相、凝相和气相的数学模型,该模型包括507个气相反应和HMX/GAP/Al燃烧的4个凝相反应(包含气相铝的相变和反应)。基于该模型,利用gPROMS软件包通过动网格方法在不同推进剂成分和工作压力下进行了动态模拟,仿真结果与HMX/Al推进剂燃烧的实验数据非常吻合。之后,本文对HMX/GAP/Al推进剂的燃烧进行了预测,在100atm的工作压力下,20%wt铝含量的推进剂的气相温度为3061K,15%wt含铝量的推进剂比冲为258.53s。此外,结果表明随着压力的增大推进剂的燃速和比冲也增大。根据本文的结果,添加含量范围为15–20 wt%的铝颗粒可显着改善推进剂的燃烧性能。
要点
1.总结了关于HMX/GAP/Al的反应机理和物性参数
2.气/凝/固相的界面捕捉

HMX / GAP / Al推进剂燃烧程序的概念流程图/Conceptual flowsheet of HMX/GAP/Al propellant combustion procedure.

HMX/GAP/Al推进剂比冲随燃烧室压力和Al含量的变化关系/he specific impulse of HMX/GAP/Al propellant combustion varies with chamber pressure and Al content.

Title: Dynamic modeling and simulation of the combustion of aluminized solid propellant with HMX and GAP using moving boundary approach
Abstract: This research describes the influence of nano-sized aluminum with varying contents (0–20 wt%) on the combustion behaviors of HMX/GAP/Al in aspects such as burning rate, surface temperature, gas phase temperature, mole fraction of species, and specific impulse. A rigorous mathematical model is developed for three phases (solid phase, condensed phase, and gas phase) with detailed kinetics. This model consists of 507 gas phase reactions and 4 condensed phase reactions of HMX/GAP/Al combustion. The model also emphasizes the phase transitions and reactions of aluminum in the gas phase. Based on this model, dynamic simulation is carried out at various propellant compositions and operating pressures by means of the moving boundary approach using gPROMS software package. The simulation results are in close agreement with the experimental data at slight marginal errors for HMX/Al combustion, predicting the combustion behaviors for the HMX/GAP/Al system. Accordingly, the model predicts the gas phase temperature of 3061 K for the 20 wt% Al and the specific impulse of 258.53 s for the 15 wt% Al of HMX/GAP/Al propellant under an operating pressure of 100 atm. The increase in burning rate and specific impulse by increasing the pressure is also indicated. According to this study, the addition of aluminum particles with a content range of 15–20 wt% considerably improves combustion behaviors. By dynamic modeling and simulation, a detailed framework for studying the multi-phase combustion of aluminized solid propellant is introduced.
原文链接, CNF, IF 4.12
相关文献

  1. 基于三明治模型的AP/HTPB复合固体推进剂燃烧性能估算
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 218,284评论 6 506
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,115评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,614评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,671评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,699评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,562评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,309评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,223评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,668评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,859评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,981评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,705评论 5 347
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,310评论 3 330
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,904评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,023评论 1 270
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,146评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,933评论 2 355