مدلسازی عددی فرایند احتراق HTPB/O۲ در یک موتور موشک هیبریدی به منظور تعیین نرخ پسروی سطح سوخت جامد

در این پژوهش یک روش عددی دوبعدی برای حل جریان لزج محترق درون یک موتور موشک هیبریدی به منظور تعیین نرخ پسروی سطح سوخت جامد به کار گرفته شده است. برای حل جریان از روند ضمنی LU-SWبر اساس ترکیب روش تفکیک بردار شار ون­لیر با روش اختلاف بالادست MUSCL که از محدودکننده مین­ مود سود می­ برد، استفاده شده است. با توجه به دیگر پژوهش­های تجربی صورت گرفته، جزء شیمیایی C۴H۶ به عنوان عمده محصول گازی حاصل از فرایند گرماکافت سوخت جامد HTPB در نظر گرفته شده است. برای تعیین نرخ تولید این جزء شیمیایی از  یک رابطه تجربی شبه آرنیوسی بهره گرفته شده است. در مرحله بعد، واکنش­های شیمیایی بین C۴H۶ و اکسیژن گازی توسط یک مدل سینتیکی یازده جزئی بیست مرحله ای توصیف شده است. آشفتگی جریان نیز با به کارگیری روش جبری بالدوین- لومکس مدلسازی شده است. با حل جریان محترق، مشخصه ­های جریان و احتراق درون درگاه گرین (Grain) و نازل از قبیل توزیع دما، عدد ماخ، نرخ پسروی و دمای سطح سوخت تعیین شده است. نتایج شبیه ­سازی عددی برای یک موتور آزمایشگاهی ارائه شده و نرخ پسروی به دست آمده در مقایسه با دیگر نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی را نشان می­ دهد.

کلیدواژه ها:

موتور موشک هیبریدی ، جریان محترق ، گرماکافت سوخت جامد ، نرخ پسروی