ADN甲醇推進劑燃燒反應動力學模型及推力器燃燒過程仿真的研究的任務書

ADN甲醇推進劑燃燒反應動力學模型及推力器燃燒過程仿真的研究的任務書一、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用和研究。在推進劑領域，采用甲醇為燃料的ADN（AmmoniumDinitramide）推進劑被認為是一種具有廣闊應用前景的燃料，其燃燒性能優(yōu)良，特別適合用于小型衛(wèi)星和探測器的推進系統(tǒng)。因此，研究ADN甲醇推進劑的燃燒反應動力學模型及推力器燃燒過程仿真非常有意義。研究ADN甲醇推進劑的燃燒反應動力學模型可以對其燃燒性能進行深入分析，為優(yōu)化其燃燒性能提供理論依據(jù)。同時，對于推力器燃燒過程的仿真研究可以對其實際應用進行預測，并且能夠幫助優(yōu)化推力器的設計，提高其推力性能和使用效益。二、研究內容1.現(xiàn)有文獻綜述及分析，查閱ADN甲醇推進劑的研究現(xiàn)狀，深入了解ADN甲醇推進劑的組成、特性及其流動特性。2.構建ADN甲醇推進劑的燃燒反應動力學模型，選取甲醇和ADN的典型反應，建立化學反應方程，推導反應動力學式，并考慮反應中存在的傳熱和質量擴散過程。3.確定ADN甲醇推進劑的物理和化學參數(shù)，包括溫度、壓力、燃燒產(chǎn)物、反應速率常數(shù)等，并進行計算。采用數(shù)值計算方法，求解反應動力學方程，計算ADN甲醇推進劑的燃燒過程，如火焰?zhèn)鞑ニ俣取囟?、壓力和流場分布等?.進行推力器燃燒過程仿真，建立ADN甲醇推進劑的推力器燃燒模型，采用數(shù)值模擬方法對推進劑燃燒與推力器結構相互作用的過程進行計算，并進行數(shù)值實驗驗證。5.對仿真結果進行分析和優(yōu)化，如燃燒產(chǎn)物的優(yōu)化、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膬?yōu)化、推力器結構的優(yōu)化等，進一步提高ADN甲醇推進劑的燃燒能力和推力性能。三、研究步驟和時間安排1.前期調研和文獻綜述。時間安排：2周。2.構建ADN甲醇推進劑的燃燒反應動力學模型。時間安排：4周。3.確定ADN甲醇推進劑的物理和化學參數(shù)，并進行計算。時間安排：4周。4.進行推力器燃燒過程的仿真計算和分析。時間安排：4周。5.對仿真結果進行分析和優(yōu)化，進一步提高ADN甲醇推進劑的燃燒能力和推力性能。時間安排：2周。6.撰寫研究報告和總結。時間安排：2周。四、預期研究成果1.構建ADN甲醇推進劑的燃燒反應動力學模型，解析反應動力學方程，計算其關鍵參數(shù)和反應速率常數(shù)。2.通過數(shù)值計算方法，求解反應動力學方程，得到ADN甲醇推進劑的燃燒過程描述，如火焰?zhèn)鞑ニ俣取囟?、壓力和流場分布等?.進行推力器燃燒過程仿真，并與實驗數(shù)據(jù)進行比對，驗證數(shù)值模擬方法的有效性。4.對仿真結果進行分析和優(yōu)化，如火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膬?yōu)化和推力器結構的優(yōu)化，提高ADN甲醇推進劑的燃燒能力和推力性能。5.完成研究報告和總結，形成具有一定學術價值的研究成果。五、參考文獻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