ADN甲醇推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及推力器燃燒過程仿真的研究的任務(wù)書

ADN甲醇推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及推力器燃燒過程仿真的研究的任務(wù)書一、課題研究背景及意義甲醇作為一種低毒、低污染的燃料，近年來得到了廣泛的應(yīng)用和研究。在推進(jìn)劑領(lǐng)域，采用甲醇為燃料的ADN（AmmoniumDinitramide）推進(jìn)劑被認(rèn)為是一種具有廣闊應(yīng)用前景的燃料，其燃燒性能優(yōu)良，特別適合用于小型衛(wèi)星和探測(cè)器的推進(jìn)系統(tǒng)。因此，研究ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及推力器燃燒過程仿真非常有意義。研究ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型可以對(duì)其燃燒性能進(jìn)行深入分析，為優(yōu)化其燃燒性能提供理論依據(jù)。同時(shí)，對(duì)于推力器燃燒過程的仿真研究可以對(duì)其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且能夠幫助優(yōu)化推力器的設(shè)計(jì)，提高其推力性能和使用效益。二、研究?jī)?nèi)容1.現(xiàn)有文獻(xiàn)綜述及分析，查閱ADN甲醇推進(jìn)劑的研究現(xiàn)狀，深入了解ADN甲醇推進(jìn)劑的組成、特性及其流動(dòng)特性。2.構(gòu)建ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，選取甲醇和ADN的典型反應(yīng)，建立化學(xué)反應(yīng)方程，推導(dǎo)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)式，并考慮反應(yīng)中存在的傳熱和質(zhì)量擴(kuò)散過程。3.確定ADN甲醇推進(jìn)劑的物理和化學(xué)參數(shù)，包括溫度、壓力、燃燒產(chǎn)物、反應(yīng)速率常數(shù)等，并進(jìn)行計(jì)算。采用數(shù)值計(jì)算方法，求解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒過程，如火焰?zhèn)鞑ニ俣取囟?、壓力和流?chǎng)分布等。4.進(jìn)行推力器燃燒過程仿真，建立ADN甲醇推進(jìn)劑的推力器燃燒模型，采用數(shù)值模擬方法對(duì)推進(jìn)劑燃燒與推力器結(jié)構(gòu)相互作用的過程進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。5.對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析和優(yōu)化，如燃燒產(chǎn)物的優(yōu)化、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膬?yōu)化、推力器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等，進(jìn)一步提高ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒能力和推力性能。三、研究步驟和時(shí)間安排1.前期調(diào)研和文獻(xiàn)綜述。時(shí)間安排：2周。2.構(gòu)建ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。時(shí)間安排：4周。3.確定ADN甲醇推進(jìn)劑的物理和化學(xué)參數(shù)，并進(jìn)行計(jì)算。時(shí)間安排：4周。4.進(jìn)行推力器燃燒過程的仿真計(jì)算和分析。時(shí)間安排：4周。5.對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析和優(yōu)化，進(jìn)一步提高ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒能力和推力性能。時(shí)間安排：2周。6.撰寫研究報(bào)告和總結(jié)。時(shí)間安排：2周。四、預(yù)期研究成果1.構(gòu)建ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，解析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算其關(guān)鍵參數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)。2.通過數(shù)值計(jì)算方法，求解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，得到ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒過程描述，如火焰?zhèn)鞑ニ俣取囟?、壓力和流?chǎng)分布等。3.進(jìn)行推力器燃燒過程仿真，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的有效性。4.對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析和優(yōu)化，如火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膬?yōu)化和推力器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高ADN甲醇推進(jìn)劑的燃燒能力和推力性能。5.完成研究報(bào)告和總結(jié)，形成具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值的研究成果。五、參考文獻(xiàn)1.MengLi,HaidongWu,XianjueChen,etal.Experimentalandnumericalinvestigationonammoniumdinitramide/methanolthrusters[J].JournalofPropulsionandPower,2017,33(1):167-175.2.HaiDongWu,MengLi,QiangZhang.Numericalstudyoncombustionofammoniumdinitramide/methanolblends-boroncarbidecombustionchambercase[J].ActaAstronautica,2017,133:44-53.3.DexiangZhang,YinghongLi,YijieHe,ZhendongQin.ReactiveflowsimulationofADN-basedmonopropellantswithmodeFRONTIER[C]//The12thWorldCongressonIntelligentControlandAutomation,2016:1017-1022.4.SaketKrishna,R.S.Yadav,S.C.Jain,etal.Numericalinvestigationofcombustioncharacter