CAJ | 학술논문

为了减少空间碎片的产生,星箭分离后,需要在轨排放火箭末级贮箱内的剩余推进剂.分析表明,排放条件下的推进剂射流进入太空后,立即失稳破碎为大量液滴;液滴在高真空环境下扩散,它们的表面不断有气体分子蒸发,逐渐在箭体周围形成了一个由液滴和蒸气分子组成的羽流场.采取Lagrange方法追踪该流场中每个液滴的运动轨迹以及表面蒸发冷凝过程,利用直接模拟Monte Carlo方法计算蒸气分子的运动和碰撞,然后通过微观量的统计平均获得感兴趣的宏观流场、箭体表面的压力和剪应力分布等.为了检验稀薄蒸气算法、模型和程序,模拟了真空水射流周围水蒸气羽流场,获得的径向Pitot压力分布与Fuchs和Legge的实验数据的符合.在此基础上,分别模拟了CZ-4B火箭末级剩余燃料偏二甲肼在不同排放方式下的三维稀薄蒸气与液滴羽流场.计算表明:原排放方式的扰动力矩相当大,超出了火箭姿控范围,新排放方式的扰动力矩很小,处于火箭姿控范围之内.这些预测得到了飞行遥测数据的支持.
위료감소공간쇄편적산생,성전분리후,수요재궤배방화전말급저상내적잉여추진제.분석표명,배방조건하적추진제사류진입태공후,립즉실은파쇄위대량액적;액적재고진공배경하확산,타문적표면불단유기체분자증발,축점재전체주위형성료일개유액적화증기분자조성적우류장.채취Lagrange방법추종해류장중매개액적적운동궤적이급표면증발냉응과정,이용직접모의Monte Carlo방법계산증기분자적운동화팽당,연후통과미관량적통계평균획득감흥취적굉관류장、전체표면적압력화전응력분포등.위료검험희박증기산법、모형화정서,모의료진공수사류주위수증기우류장,획득적경향Pitot압력분포여Fuchs화Legge적실험수거적부합.재차기출상,분별모의료CZ-4B화전말급잉여연료편이갑정재불동배방방식하적삼유희박증기여액적우류장.계산표명:원배방방식적우동력구상당대,초출료화전자공범위,신배방방식적우동력구흔소,처우화전자공범위지내.저사예측득도료비행요측수거적지지.