碳氫燃料超臨界壓力流-固-熱耦合數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文以高超聲速飛行器和液體火箭發(fā)動機主動再生冷卻系統(tǒng)為研究對象，在準確考慮熱物性和傳輸物性變化的基礎上，基于商用CFD軟件Fluent建立了一套能夠準確模擬碳氫燃料超臨界壓力流/固/熱耦合流動和換熱現(xiàn)象的數(shù)值計算模塊。在此基礎上分別對低溫甲烷和航空煤油RP-3的流/固/熱耦合換熱過程進行了詳細的數(shù)值模擬研究，探討了固體材料導熱系數(shù)和冷卻通道幾何形狀對超臨界壓力低溫甲烷流/固/熱耦合換熱的影響，分析了壁面熱流密度和入口速度對超臨界壓力航空

2、煤油流/固/熱耦合換熱的影響。針對低溫甲烷的計算結果表明固體材料導熱系數(shù)會大大影響流/固/熱耦合換熱過程，提高固體材料導熱系數(shù)可以顯著改善固體區(qū)域內(nèi)熱流密度的分布情況，并且流體的對流換熱過程由于超臨界壓力下流體熱物性的變化而得到了加強;在保持甲烷入口質(zhì)量流量不變的條件下，改變冷卻通道幾何形狀（高寬比R值）會極大地影響冷卻通道的傳熱效果和壓力損失，本文引入熱性能參數(shù)來綜合考量這兩個影響因素。針對航空煤油的計算結果表明由于其導熱系數(shù)較低，低