微噴管內(nèi)流場DSMC模擬計算與分析.pdf

1、隨著我國微小衛(wèi)星研制的大力發(fā)展，作為微推進系統(tǒng)關(guān)鍵部件的微噴管研究成了重要的研究課題之一，對微噴管內(nèi)流場稀薄氣流的模擬分析是微噴管設(shè)計和性能改善所需要解決的關(guān)鍵問題。微尺度噴管流動特性的研究對微型空間推進器及微機電(MEMS)動力系統(tǒng)的設(shè)計和性能改進具有極其重要的指導意義。本文針對國外研制的微推進系統(tǒng)所用典型微米級噴管，對稀薄氣流在微噴管內(nèi)的流動性能進行了建模和仿真分析。
　　稀薄氣體的流動是一個復雜的稀薄氣體動力學問題。由于氣流

2、密度小，工作部件微型化，氣體分子的平均自由程與噴管的特征尺寸在一個量級，這使得氣體流動在物理上變成高非線性、高耦合性的微分積分方程，因此數(shù)學解析求解變得異常困難。
　　在綜合考慮了稀薄氣體動力學問題各種解法和本課題實際研究的基礎(chǔ)上，本文采用直接模擬蒙特卡羅方法(DSMC)對微噴管內(nèi)流場進行建模和計算，并分析了各種工況下的內(nèi)流場變化。首先，考慮變化壓力，分析微噴管流場各項參數(shù)的變化，得出其對微噴管性能的影響。其次，變化來流氣體溫度，