星舰动力特点及再入过程推进剂流动仿真研究
作者:
作者单位:

北京宇航系统工程研究所,北京100076

作者简介:

通讯作者:

罗盟,男,博士,工程师,E-mail: luomeng1213@163.com。

中图分类号:

V475.1

基金项目:


Characteristics of Starship Propulsion System and Numerical Simulation of Propellant Flow During Reentry
Author:
Affiliation:

Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering, Beijing 100076, China

Fund Project:

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    摘要:

    为给新一代可重复使用运载器的研发提供参考,梳理了星舰动力系统的技术特点,并采用限体积法(Volume of fraction, VOF)对再入过程中液氧贮箱三维非定常流动进行了仿真,分析了复杂加速度场下推进剂贮箱内液氧流动特性。仿真结果表明,在星舰再入着陆阶段,贮箱内推进剂发生了低频率(<0.6 Hz)、高幅度(轴向质心偏移高达20%)的晃动;并且贮箱底部推进剂产生了大量夹气现象,这可能会给发动机带来灾难性后果。

    Abstract:

    To provide reference for the development of new generation reusable launch vehicles, the detailed characteristics of SpaceX Starship are summarized. The typical volume of fraction (VOF) method is employed to perform a numerical simulation of 3-D unsteady flow in liquid oxygen tank during the Starship’s reentry stage. The liquid oxygen (LOx) sloshing characteristics under complex accelerations are analyzed. The simulation results show that a low-frequent (<0.6 Hz) and a high-amplitude (i.e. axial center of mass displacement up to 20%) sloshing occurs during the Starship’s landing stage. A large amount of air entrainment appears at the bottom of the propellant tank, which may bring disasters to the rocket engine.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

罗盟,陈士强,李大鹏,潘辉.星舰动力特点及再入过程推进剂流动仿真研究[J].南京航空航天大学学报,2021,53(S1):9-16

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  • 收稿日期:2021-05-10
  • 最后修改日期:2021-06-25
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  • 在线发布日期: 2021-11-01
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