[发明专利]一种基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法

权利要求书

1.一种基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立待清除发动机内壁腔体的三维模型，并进行煤油清除过程的数值模拟，获得不同工况下发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度的模拟值；

制备待清除发动机内壁腔体的试验件，并在与数值模拟相同的工况下进行煤油清除试验，获得不同工况下发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度的实验值；

S2，设定标准误差，并计算相同工况下发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度模拟值与发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度实验值之间的实验误差，之后比较实验误差与标准误差来获取模拟结果；

当实验误差小于标准误差时，此时发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度模拟值是可靠的，发动机腔体内壁煤油蒸汽浓度模拟值对应的清除过程的参数设置是有效的，发动机采用数值模拟时的煤油清除参数进行清除；当实验误差大于标准误差时，对数值模拟时的煤油清除参数进行重新设置，直至实验误差小于标准误差。

2.根据权利要求1所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S1中，待清除发动机的数值模拟过程为：

S11，采用Solidworks建立待清除发动机的三维模型，建模时腔体左端及右端设置有气体进口及气体出口，腔体中间设置有抽吸口；

S12，利用网格划分软件ICEM划分三维模型的计算网格，计算网格为非结构网格；

S13，设置进出口和壁面边界条件、清除过程的操作参数以及待清除煤油的材料参数，采用有体积法对划分计算网格后的三维模型进行数值模拟，获得发动机的三维模型腔体内壁煤油蒸汽浓度的模拟值。

3.根据权利要求2所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S12中，划分计算网格时，首先分离处各个流体域，再对各个流体域生成体网格。

4.根据权利要求2所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S13中，清除过程中的参数为：吹除过程时的压力为1MPa，抽吸过程时的压力为2KPa；抽吸和吹除过程10分钟/循环、20分钟/循环和30分钟/循环，处理时间120min；操作压力为标准大气压。

5.根据权利要求4所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，吹除过程时进气口设置为压力进口，气体出口压力为压力出口；抽吸过程时抽吸口设置为压力出口。

6.根据权利要求5所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S13中，边界条件为对流传热边界条件模型。

7.根据权利要求5所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，吹除过程与抽吸过程均采用Eulerian双流体模型进行计算。

8.根据权利要求2所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S2中，实验误差的计算公式为：

9.根据权利要求8所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S2中，标准误差为20％。

10.根据权利要求1所述的基于数值模拟液体火箭发动机内壁煤油的清除方法，其特征在于，在S1中，待清除发动机的的三维模型与待清除发动机的试验件的尺寸比例为1：1。