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M型惯性级流场分析的开题报告

一、选题背景

惯性级是一种提供火箭推力并推进系统的激活方式，其关键组件是发射前填充液体燃料和氧化剂。然而，在加注液体燃料和氧化剂的过程中，它们会慢慢地升温，同时产生大量的气体。这些气体会对液体燃料和氧化剂造成压力，从而导致液体面上升并在液体容器内形成波动。这种波动现象称为液体燃料不稳定性，它是在一定条件下由于流体动力学方面的原因而发生的。

液体燃料不稳定性不仅会产生液面波动，还会引起燃烧室压力和推力的不稳定变化，进而影响火箭的轨道控制和稳定性。为了解决这个问题，对液体燃料不稳定性进行研究和分析是非常必要的。

二、选题意义

在液体燃料不稳定性的研究中，理论模拟是至关重要的一种方法。然而，标准的CFD模拟技术在处理惯性级问题时存在很多限制。M型惯性级是一种特殊的设计，它的内部液体容器由多个喇叭形反射器组成。该结构的复杂性使得标准CFD模拟方法无法准确分析其流动行为。

因此，本篇论文将探讨一种新的模拟方法，基于M型惯性级的物理特点，使用自由表面湍流模型(SLAS)来研究M型惯性级内液体燃料的流态变化和不稳定性。该方法可提高液体燃料不稳定性的理论模拟能力，有望为火箭发射技术提供指导意义。

三、研究内容

1.详细介绍M型惯性级的基本结构及其内部液体容器的特点。

2.分析液体燃料不稳定性的主要原因，并介绍SLAS模型在分析自由表面流动时的适用性。

3.优化SLAS模型中的参数，提高其精度和可靠性。

4.使用改进后的SLAS模型进行M型惯性级内流场分析，并对液体面的波动和燃烧室内压力等关键参数进行分析和讨论。

5.分析结果和总结，提出改进和进一步研究的建议。

四、计划进度

1.文献调研和数据收集：3周。

2.基本结构和流动分析的原理介绍：2周。

3.SLAS模型分析：3周。

4.模型优化和参数设定：2周。

5.M型惯性级流场分析：6周。

6.分析结果和总结：2周。

7.论文撰写和修改：3周。

五、预期成果

1.提出一种新的模拟方法，用于研究M型惯性级内部液体燃料流动的不稳定性。

2.分析并予以解决由于不稳定流动引起的液体面波动和燃烧室压力变化等问题。

3.提高液体燃料不稳定性的理论模拟能力。

4.为火箭发射技术提供重要的实践指导。