果酱gydF4y2Ba 应用数学学报gydF4y2Ba 1687 - 0042gydF4y2Ba 1110 - 757 xgydF4y2Ba Hindawi出版公司gydF4y2Ba 10.1155 / 2015/627351gydF4y2Ba 627351年gydF4y2Ba 研究文章gydF4y2Ba 数值研究相似的羽流的红外辐射减少比例固体火箭gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba 小颖gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba 鲁伊gydF4y2Ba JaluriagydF4y2Ba 优gydF4y2Ba 华南理工大学gydF4y2Ba 巫山路,381号,510641年广州gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba scut.edu.cngydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 07年gydF4y2Ba 01gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba 03gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba 03gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 版权©2015张小颖和鲁伊·李。gydF4y2Ba 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。gydF4y2Ba

比例减少固体火箭模型之间的相似性的羽流辐射和全面的地面条件已经被调查。流和辐射羽从固体火箭缩放比率从0.1到1计算。辐射传输方程的有限体积法(RTE)是解决(有限体积法)在红外波段2 ~ 6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam。羽流气体的光谱特性计算与weighted-sum-of-gray-gas (WSGG)模型,和gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子米氏散射模型已经找到了解决办法。我们的研究表明,减少计数比火箭发动机的羽流的辐射强度随1.5 ~ 2.5的缩放比例。羽流的红外辐射气体显示了强大的光谱依赖性,而的gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子显示灰色属性。光谱辐射强度的高温固体火箭的核心羽羽流气体的吸收光谱峰值增加很大。艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子的主要辐射组成火箭羽,其散射系数远远大于它的吸收系数。有很好的相似性之间的光谱差异来自不同比例的羽流固体火箭。定向羽辐射上升随着方位角。gydF4y2Ba

 1。介绍gydF4y2Ba

至于基地供暖和固体火箭的热力气动特性,羽辐射一直在调查的焦点热保护设计固体火箭在过去几十年(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba]。相关的实验和理论研究进行了研究固体火箭羽的辐射特性。地面测试的限制,大多数实验研究使用的火箭尾焰辐射减少扩展模型,并使用的一些理论研究扩展模型。考虑与减少扩展模型的应用研究成果辐射知识和热保护的设计全面火箭,相似性羽辐射定标模型和全面减少火箭必须获得。然而,作者的最好的知识,没有实验研究对这个问题发表到现在。只能发现一些数值分析研究。gydF4y2Ba

Rozanov和Lyapustin已经研究了一个新的积分形式的相似条件的截断误差分析技术向前散射峰值和推导相似的积分方法,即△m [gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba]。小君和Wenbing已经研究了透射深度和辐射能量的自相似性在凉爽的媒介,随着时间变化,边界温度,介质密度(gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba]。Duracz和麦考密克的研究集中在两个相似的比例参数、辐射强度和辐照度和单散射反照率的影响不对称系数在弱吸收云(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba]。Mitrescu和斯蒂芬斯已经研究了一种新的方法来确定辐射传递方程的尺度参数,并提议的关键假设关于辐射场的角的依赖至关重要(gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba]。成Bril等人研究了温度场和浓度场的相似性在喷嘴附近区域;这项研究还提出了一个方法来确定出口参数的无量纲辐射强度辐射波长和温度梯度的吸收率(gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

计算固体火箭尾焰辐射高度复杂的RTE是一个高阶非线性方程与微分项和积分计算,考虑到强劲的羽流气体的光谱特性和辐射吸收和散射的组gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子具有不同温度和直径。羽流气体由几个极性气体:HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba有限公司,盐酸,哦,其红外辐射光谱是由十数千行(gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba]。常见的气体辐射的详细计算方法使用一个带模式(gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba)或weighted-sum-of-gray-gas (WSGG)模型(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba]。乐队为非齐次气体模型精度更高,但有点时间持续大量气体和不是很适合固体火箭羽气体。WSGG模型总是显示一个妥协的精度和计算时间,已广泛用于计算辐射云或燃烧的气体。至于谱性质gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,粒子的影响温度、浓度和直径需要被认为是gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba],米氏散射理论也可以用来计算粒子辐射gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba]。许多数值解的方法开发了计算辐射在非均匀吸收/发射/散射介质通过求解RTE数值,包括蒙特卡罗(MC)方法(gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba),流方法(SM) (gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba],discrete-ordinate方法(DOM) [gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba)和有限体积方法(有限)gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba]。与减少执行时间,提高解精度的有限体积法经常被用来计算的光谱辐射高温两相柱高度扩大体积。gydF4y2Ba

研究红外辐射的相似性羽毛有不同的缩放比例,三叉戟D5固体火箭和一系列减少扩展模型相似的几何已进行调查。CFD代码已经被用于计算轴向对称的火箭发动机内流场和羽流的满了火箭和减少扩展模型,与相同的燃烧室压力和羽流的流动马赫数。羽流气体的光谱吸收系数:HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba有限公司,盐酸,哦,将与WSGG计算模型。8组的gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子具有不同直径2 - 16所示gydF4y2Ba μgydF4y2Ba一直在考虑。米氏散射模型被用来计算光谱吸收,散射系数,和相位的函数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子。计算的光谱辐射羽,一个有限体积方法已被用于解决RTE。结合光谱辐射外表面的羽流卷在一个方向上给羽辐射强度。比率之间的辐射强度降低比例模型和完整的扩展已计算的一项研究的相似规则羽辐射。gydF4y2Ba

 2。羽流流场的计算gydF4y2Ba

复合使用的三叉戟D5固体火箭推进剂NEPE;有10%重量的铝复合推进剂。羽流的流动数据的完整的按比例缩小的火箭和减少扩展模型计算火箭喷嘴,与相同的输入数据是9 Mpa的压力,和温度为3750 K。输入浓度的主要物种gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 哦gydF4y2Ba = 0.192,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba HgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba = 0.299,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 有限公司gydF4y2Ba = 0.027,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 有限公司gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba = 0.146,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba HgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba OgydF4y2Ba = 0.0008,喷嘴的入口。满了火箭喷嘴与长度1.55米,直径0.35米,9.7比例的区域扩张。降低定标模型具有相同的几何但是最小直径和长度。获得羽流的流动数据,东航项目采用计算推进剂的化学平衡的构图和入口参数。gydF4y2Ba

然后,CFD代码是用于计算美国流入火箭喷嘴和羽流。呢法和海面上游分割方法(AUSM)已经使用了2 d轴对称计算方程的数值离散化。的gydF4y2Ba kgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba εgydF4y2Ba 采用湍流模型来模拟混合柱和气氛。有限速率化学反应模型与12组件和17反应已经被考虑,详细反应方程和相关系数可以看出gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba]。为艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,拉格朗日粒子轨迹模型被用来模拟粒子和柱之间的能量和动量交换气体。粒径的分布是由布雷斯韦特提出的功能(gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

羽流的流动数据完整的按比例缩小的三叉戟D5火箭和9减少扩展模型计算在我们的研究中。只有两组的结果在图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。一个是完整的按比例缩小的火箭,另一个是0.5扩展模型。考虑到轴向对称羽流场的特点,只有流动的野外地图上gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 飞机已经被绘制。图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba显示了羽流气体的压力和温度和体积分数的三个主要组件:HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,有限公司盐酸体积分数和哦分子没有被这里作为他们的分数非常小,小于0.05。温度和浓度的8组gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子已经计算在我们的研究中,只有3组直径是6的结果gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,8gydF4y2Ba μgydF4y2Ba10 m,gydF4y2Ba μgydF4y2Ba给出了m。gydF4y2Ba

羽流数据的0.5扩展模型和完整的固体火箭。gydF4y2Ba

羽流数据0.5比例大小的模型gydF4y2Ba

羽流满了火箭的数据gydF4y2Ba

可以看到从图的羽迅速扩张之后,火箭喷嘴,使高温核心的直径gydF4y2Ba xgydF4y2Ba = 20 m喷嘴出口的5倍。0.5流动的所有地图的地图缩放火箭模型密切与完整的扩展火箭相似,相似的参数分布和数据范围。你也可以发现高温气体和领域gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子连续中央条纹柱,但是密集的区域gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子数量相当离散。比较有限的体积分数gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和公司,它可以发现的高体积分数区域有限公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在径向介质环,在某个轴向距离喷嘴出口后,虽然公司的中央瘦条纹紧随其后喷嘴出口。对HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,高体积分数区域是连续在中央条纹的羽流。gydF4y2Ba

 3所示。羽辐射的计算方法gydF4y2Ba

一种广泛使用的辐射传输方程的非齐次吸收/发射/散射介质可以写成光辉之变化gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba →gydF4y2Ba 而通过的距离gydF4y2Ba dgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 沿着小路gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 在中(gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba]gydF4y2Ba (1)gydF4y2Ba dgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba dgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba =gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba πgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba dgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 下标”gydF4y2Ba λgydF4y2Ba “意味着光谱变量和上标”gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ”是指方向变量。符号gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 是总结羽流气体的吸收系数和艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 总结散射系数的8组艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,只是总结了数学。符号gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 意味着入射辐射的方向,gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 立体角的手段gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 方向,gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 意味着之间的散射相位函数gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 。上面的符号:gydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba σgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba 所有光谱变量,而符号”gydF4y2Ba λgydF4y2Ba “中忽略了(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)的缩写。gydF4y2Ba

根据有限体积方法,(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)可以解决计算光谱辐射的羽流控制体积积分方程。考虑到柱几何,圆柱控制卷被首先用于解决(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba),但发现发达系数矩阵的数值收敛性很差,作为该地区差异相对径向两个面之间的控制体积。出于这个原因,长方体控制卷终于被选在我们的研究中。新计算域辐射计算流动域图的长度相同gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba,但它有一个广场形式边长等于外柱的半径。羽辐射解的精度主要受流动数据:温度、体积分数、羽流气体的浓度和数量gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子。这些流动的数据不发生戏剧性的变化在羽见图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba,所以网格大小的光芒的解决方案可以比这更大的CFD中使用的解决方案。羽流的全固体火箭,纵截面的网格图的计算域如图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。划分网格号码是80×20上gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 飞机。流动数据的控制体积内柱采用CFD网格数据的算术平均体积。控制音量的羽外设置为零。在这种情况下,所有控制卷外羽毛的羽流实际上不会影响结果光辉,但RTE积分方程统一的控制量,可以提高收敛性和解决方案。gydF4y2Ba

辐射计算网格的羽毛。gydF4y2Ba

光谱辐射的控制体积被认为是在一系列的方向;每一个方向都是对应于一组角,天顶角和方位角。的天顶角gydF4y2Ba θgydF4y2Ba 被定义为羽中央线之间的角度(gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 设在)和方向矢量和方位角gydF4y2Ba φgydF4y2Ba 被定义为夹角投影方向向量gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 坐标平面上,gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 轴。控制卷上的光辉gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 方向gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 积分(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)和高斯积分法,光辉的gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 可以与它毗邻的光辉控制卷在那个方向。详细的推导过程可以发现在gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba];这里只给出最后的积分方程如下:gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba DgydF4y2Ba wgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba egydF4y2Ba DgydF4y2Ba egydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba DgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba DgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba rgydF4y2Ba DgydF4y2Ba rgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba fgydF4y2Ba DgydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba VgydF4y2Ba PgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba DgydF4y2Ba wgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba WgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba egydF4y2Ba DgydF4y2Ba egydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba DgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba DgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba rgydF4y2Ba DgydF4y2Ba rgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba fgydF4y2Ba DgydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba VgydF4y2Ba PgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba DgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ·gydF4y2Ba ngydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba wgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba egydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba rgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba dgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba dgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba φgydF4y2Ba lgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba φgydF4y2Ba lgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba θgydF4y2Ba lgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba θgydF4y2Ba lgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba θgydF4y2Ba dgydF4y2Ba θgydF4y2Ba dgydF4y2Ba φgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在下标gydF4y2Ba WgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba FgydF4y2Ba 意味着它毗邻的变量控制体积和gydF4y2Ba wgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba egydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba rgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 意味着相邻的变量在接口,如图gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba。符号gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba kgydF4y2Ba 界面的面积,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba kgydF4y2Ba 外部接口的法向量,gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba VgydF4y2Ba PgydF4y2Ba 音量控制体积。gydF4y2Ba

一个控制体积和6的邻居。gydF4y2Ba

上面的方程也可以写成以下简化形式:gydF4y2Ba (3)gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba WgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba WgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba FgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba PgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba PgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba kgydF4y2Ba DgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba VgydF4y2Ba PgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba bgydF4y2Ba PgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba κgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba σgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ≠gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba VgydF4y2Ba PgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba RTE复合积分方程的所有控制卷向量方程的形式gydF4y2Ba (4)gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 方程(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba)是一个非线性方程组,作为变量gydF4y2Ba bgydF4y2Ba PgydF4y2Ba 在右边是未知的,需要由辐射的控制体积gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 在所有其他的方向,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 。因此,解决方案(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba)不能完成任何迭代算法在一个循环。循环迭代算法的修改gydF4y2Ba bgydF4y2Ba PgydF4y2Ba 提出了在这个研究。在每一个周期,gydF4y2Ba bgydF4y2Ba PgydF4y2Ba 首先计算与过去的光辉计算周期。这时,一个高斯迭代算法用于解向量方程(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba)计算每个控制体积一批新的光辉。循环迭代将继续直到满足收敛限制如下:gydF4y2Ba (5)gydF4y2Ba 马克斯gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ngydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ngydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba εgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 考虑几何图形的对称特点和羽流的流动数据,光辉的羽毛也是对称的。所以,我们不需要解决RTE的向量方程的所有控制卷羽,但只有那些与中心控制卷gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 坐标平面上已被选定进行计算。虽然它毗邻光辉控制卷也要求(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba),这些控制卷不定心gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 坐标平面上,一个光芒变换算法提出了对称控制卷在我们的研究中计算其他控制卷羽的光辉。光辉的转换算法推导出基于旋转矢量如图规则gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

辐射对称控制转换卷。gydF4y2Ba

如果控制体积的光辉gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 方向gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 是gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 光辉的控制体积gydF4y2Ba OgydF4y2Ba 方向gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 等于gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 当满足以下矢量方程:gydF4y2Ba (6)gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba rgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

4所示。计算柱表面的辐射强度gydF4y2Ba

在研究基地的情况下加热或固体火箭的热保护,光谱辐射强度在整个表面上的羽毛。光谱辐射强度也是一个方向变量,这是光谱辐射的集成gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 方向上的,表面的边界控制卷gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 。如果在某些波段辐射强度而言,至于2 ~ 6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam乐队,波长也需要集成gydF4y2Ba (7)gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba jgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba egydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ·gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba egydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ·gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba >gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba jgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba jgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba egydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ·gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba jgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 数量的控制体积表面边界的羽毛,gydF4y2Ba egydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 辐射方向的单位向量,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 是外部表面正常的单位向量。gydF4y2Ba

 5。计算谱性质的羽流气体和艾尔<子> <大胆> 2 < /大胆> < /订阅> O <子> <大胆> 3 < /大胆> < /订阅>粒子gydF4y2Ba

三个主要的辐射气体固体火箭羽的HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,有限公司计算每个羽流气体的光谱吸收系数,标准的吸收系数gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba STPgydF4y2Ba 在几个温度和1 atm压力[gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba)已被使用。羽流气体的压力gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 和温度gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ,吸收系数可以被修改gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba STPgydF4y2Ba 如下:gydF4y2Ba (8)gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 273年gydF4y2Ba TgydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba STPgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 吸收系数的羽流气体混合物与WSGG模型计算,和体重是每个气体的体积分数。如果一个气体的体积分数gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,那么可以编写混合气体的吸收系数与WSGG模型gydF4y2Ba (9)gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ggydF4y2Ba =gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba HgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba OgydF4y2Ba fgydF4y2Ba HgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba OgydF4y2Ba +gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba OgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba fgydF4y2Ba CgydF4y2Ba OgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba κgydF4y2Ba λgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 有限公司gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 有限公司gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 羽流气体的吸收系数计算HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba啊,公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,公司和中心的气体混合物前端的羽流如图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba。可以发现,吸收系数的有限公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和公司相对比这大得多的公司是4.2 ~ 5.5gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,有限的频谱峰值gydF4y2Ba2gydF4y2Ba是4.2 ~ 5gydF4y2Ba μgydF4y2Bam和H的吸收系数gydF4y2Ba2gydF4y2BaO要小得多。吸收系数的气体混合物出现三种气体的累积效应。gydF4y2Ba

羽流气体吸收系数计算WSGG模型。gydF4y2Ba

 6。计算的谱性质Al <子> <大胆> 2 < /大胆> < /订阅> O <子> <大胆> 3 < /大胆> < /订阅>粒子gydF4y2Ba

计算的光谱性质gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子与米氏散射模型、粒子大小、浓度、数量和复杂的折射率首先必须确定。正如上面提到的,浓度的大小和数目gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子在羽流计算流动计算。复杂的折射率gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba kgydF4y2Ba 需要推荐的公式里德et al。gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba]gydF4y2Ba (10)gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 4.66gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 1.33gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1.5gydF4y2Ba 经验值gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 29420年gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1.75gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 一个基地gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子,光谱特性包括散射截面gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 衰减截面,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba egydF4y2Ba λgydF4y2Ba 、散射系数gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 衰减因子gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba egydF4y2Ba λgydF4y2Ba 和散射相函数gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba λgydF4y2Ba 可以用米氏散射计算模型(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba]gydF4y2Ba (11)gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba (b) 11日gydF4y2Ba CgydF4y2Ba egydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 再保险gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba (11 c)gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba χgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba (d) 11日gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba egydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba χgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 再保险gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba (e) 11日gydF4y2Ba ΦgydF4y2Ba λgydF4y2Ba θgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba λgydF4y2Ba χgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 和gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 米氏散射系数和吗gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 是振幅函数。计算上述系数和功能已经详细说明(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba),在这个工作不重复。gydF4y2Ba

至于粒子云的光谱特性,假设每个粒子的单一和独立的效果,所有的粒子云的光谱属性可以作为数学和计算的粒子。gydF4y2Ba

6组的计算吸收系数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子具有不同直径和粒子云的总价值在羽流中心的前端被显示在图gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba。其他两组gydF4y2Ba dgydF4y2Ba = 4gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,12gydF4y2Ba μgydF4y2Bam是不包括在图作为他们的浓度为零的前端羽。可以看到,吸收系数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba这样的粒子与波长变化不明显的羽流气体。的三组gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba较小的颗粒直径(gydF4y2Ba dgydF4y2Ba = 4gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,6gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,8gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米)有较大的吸收系数。相比之下,图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba,发现云粒子的吸收系数远远大于羽流的气体,所以gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子的主要辐射组成火箭羽。gydF4y2Ba

吸收系数的计算gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba与米氏粒子模型。gydF4y2Ba

6组的散射系数计算gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子具有不同直径和总价值的粒子云的中心柱的正面图所示gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba。可以发现,散射系数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子与gydF4y2Ba dgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba μgydF4y2Bam是最强大的,这是媒介粒子gydF4y2Ba dgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam和很小的粒子。相比之下,图gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba云,发现粒子的散射系数远远大于吸收系数,和散射系数将一起成长增加波长。gydF4y2Ba

计算散射系数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba与米氏粒子模型。gydF4y2Ba

计算散射相位函数gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba不同波长的粒子云中心柱的前端被显示在图gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba。散射角gydF4y2Ba θgydF4y2Ba 图中是指入射辐射和散射方向之间的角度。可以看出前进方向的散射相位函数是比后方更大的方向,直接方向和散射相函数是最大的在所有五个波长。比较结果连续五个波长前进方向,小的波长有一个大的向前散射相函数。gydF4y2Ba

散射相位函数的计算gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba与米氏粒子模型。gydF4y2Ba

 7所示。结果与讨论gydF4y2Ba

羽流气体的光谱属性的计算方法和艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子和红外辐射强度,降低了缩放固体火箭在一个真空室。红外波段的辐射强度2.7 ~ 2.95gydF4y2Ba μgydF4y2Bam和4.2 ~ 4.45gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米三个顶点角度gydF4y2Ba θgydF4y2Ba = 60°、90°、120°已经计算并与测试结果。计算和测试结果的最大区别是20.9%,到达gydF4y2Ba θgydF4y2Ba = 90°,最小差异是到达10.4%gydF4y2Ba θgydF4y2Ba = 60°(gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

研究羽毛的相似之处的辐射强度与不同规模和比例的固体火箭羽之间的辐射波长的减少比例和全尺寸的火箭gydF4y2Ba λgydF4y2Ba = 2gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,3gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,4gydF4y2Ba μgydF4y2Ba5米,gydF4y2Ba μgydF4y2Bam,波段2 ~ 6gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米计算,见图gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba。的横纵坐标gydF4y2Ba rgydF4y2Ba 图中意味着火箭模型的缩放比例,和垂直纵gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 意味着羽的辐射强度的比值。相对应的三个虚线是1.5,2,2.5幂函数的缩放比例。的结果gydF4y2Ba θgydF4y2Ba= 0°、40°、80°、120°、160°,gydF4y2Ba φgydF4y2Ba = 30°,进行了调查。图中可以看出,辐射强度增加而增加的比例缩放比例,所有四个波长和波段2 ~ 6gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,辐射强度比的增加规则gydF4y2Ba θgydF4y2Ba= 0°大多接近1.5功率的曲线,这接近的2次方函数缩放比例gydF4y2Ba θgydF4y2Ba= 40°,出现达到2.5的缩放比例gydF4y2Ba θgydF4y2Ba= 120°和160°。这是由于高辐射段的长度变化和辐射衰减的冷气体的尾部羽毛。羽的辐射主要来自中央条纹具有更高的温度和浓度对气体和艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子。辐射衰减的尾冷气体增加速度远高于柱表面上的投影面积与比例的增长比例,使增长的速度gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 较小的比表面积;后者的生长速率gydF4y2Ba rgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 在小天顶角。与天顶距的增加,辐射衰减的影响大大降低,导致辐射强度增加的比率达到和超越gydF4y2Ba rgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

羽辐射的比率减少比例和全尺寸的火箭。gydF4y2Ba

观看的光谱特征与不同的缩放比例,固体火箭羽辐射强度与波长的变化9减少扩展火箭模型和完整的比例在两个方向,gydF4y2Ba θgydF4y2Ba = 30°、90°gydF4y2Ba φgydF4y2Ba = 30°,绘制在图gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba。可以看到很好的相似性光谱变化不同比例的火箭模型。有两个峰的光谱辐射强度,2.7 ~ 3.0gydF4y2Ba μgydF4y2Bam和4.3 ~ 4.6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam。相比之下,图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba,发现前者光谱的辐射光谱特性是HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO;后者是有限的gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。此外,在这两个峰光谱,光谱辐射强度的柱10火箭随波长增加2 ~ 6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam波段。自从阿尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba羽粒子辐射的主要成分,最大辐射gydF4y2Ba λgydF4y2Ba < 2.0gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米粒子,温度高于2500 K。gydF4y2Ba

光谱辐射强度的柱表面。gydF4y2Ba

羽的光谱辐射强度的所有顶点角度gydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0.5 = 30°,缩放火箭模型和完整的扩展,如图gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba;波长的结果gydF4y2Ba λgydF4y2Ba = 2gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,3gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米和4gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米被绘制。天顶距的增加,辐射强度的羽首先增加,到达中产角最大值,并减少角后,自柱表面投影面积与天顶角变化。比较辐射强度的羽流前后半球,这是发现在后面半球更强大。为已读端柱表面有很强的光辉在后面半球。效应的光辉屁股也使得最大辐射强度的方向偏转后半球,这是非凡的gydF4y2Ba rgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.5gydF4y2Ba ,最大辐射强度到达gydF4y2Ba θgydF4y2Ba在这种情况下= 50°。冷部分在羽毛的尾巴是短的和屁股表面的光辉将大的小比例火箭。gydF4y2Ba

羽辐射强度的变化与天顶角度。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba显示地图的光谱辐射gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 坐标平面上的羽流0.5扩展固体火箭和完整的扩展,对波长gydF4y2Ba λgydF4y2Ba = 3gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米和5gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,在gydF4y2Ba θgydF4y2Ba= 0°、45°和90°。光辉映射的两个固体火箭也有类似的形状和大小。还发现,高亮度区域有很强的光辉位于中央条纹柱,温度和气体的浓度和艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子非常高。比较高的光条纹的宽度的光芒映射两个波长,是窄的gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米比gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba μgydF4y2Bam。的辐射gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子在羽流辐射3中扮演主要的角色gydF4y2Ba μgydF4y2Bam,密集的颗粒较小的区域半径比羽气体,造成高辐射区域集中在羽波长。羽流气体的主要辐射成分gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba μgydF4y2Ba米,一个更大的扩张角和半径大小,并导致更广泛的条纹高辐射。看高的轴向长度光条纹,这是在前面部分的一半长度的柱0.5扩展模型,但从前面延伸至羽流满了火箭模型的一部分。gydF4y2Ba

地图的光谱辐射gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 坐标平面上。gydF4y2Ba

 8。结论gydF4y2Ba

红外辐射的羽流从一个完整的固体火箭以及0.1 ~ 0.9比例减少比例模型在地面条件调查研究火箭羽流的红外辐射模型的相似与不同的缩放比率。流动场的火箭和羽流与CFD计算代码,对称平面的全向和红外辐射羽已经与发达有限体积法计算代码。研究表明,gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba粒子的主要辐射组成火箭羽,其散射系数远远大于它的吸收系数。辐射强度的比率减少扩展羽的完整与缩放比例增加。生长曲线的力量是方位角的1.5gydF4y2Ba θgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba °gydF4y2Ba ,成为2gydF4y2Ba θgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba °gydF4y2Ba ,到达2.5gydF4y2Ba θgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba °gydF4y2Ba 和160°。有很好的相似性之间的光谱差异来自不同比例的羽流固体火箭,有两个峰的光谱辐射强度在2.7 ~ 3.0gydF4y2Ba μgydF4y2Bam和4.3 ~ 4.6gydF4y2Ba μgydF4y2Bam。辐射强度的羽后半球比在前面,并从屁股表面辐射的影响使得最大辐射强度的方向偏转后半球。gydF4y2Ba

 利益冲突gydF4y2Ba

所有的作者没有利益冲突。gydF4y2Ba

 确认gydF4y2Ba

这项工作是由中国国家自然科学基金联合(51376065,51376065),广东重点科研项目(2013 b010405004),广东省重点实验室的高效、清洁能源利用率(2013 a061401005),华南理工大学,重点实验室的高效、清洁能源利用广东高等教育机构(KLB10004)。gydF4y2Ba

 王gydF4y2Ba g . L。gydF4y2Ba 固体火箭发动机的设计gydF4y2Ba 第3章,西北大学出版社,西安,中国,1994gydF4y2Ba RozanovgydF4y2Ba 诉V。gydF4y2Ba LyapustingydF4y2Ba 答:我。gydF4y2Ba 辐射传递方程的相似性:相位函数的截断误差分析技术gydF4y2Ba 《定量光谱和辐射传输gydF4y2Ba 2010年gydF4y2Ba 111年gydF4y2Ba 12 - 13gydF4y2Ba 1964年gydF4y2Ba 1979年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 77953724966gydF4y2Ba 10.1016 / j.jqsrt.2010.03.018gydF4y2Ba 小君gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba WenbinggydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 相似变换的辐射水动力方程和辐射传导的法律调查gydF4y2Ba 液体B的物理gydF4y2Ba 1992年gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 872年gydF4y2Ba 876年gydF4y2Ba 10.1063/1.860241gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 36449009692gydF4y2Ba DuraczgydF4y2Ba T。gydF4y2Ba 麦考密克gydF4y2Ba n . J。gydF4y2Ba 方程的相似参数估算辐射测量弱吸收光学厚云内gydF4y2Ba 大气科学杂志》上gydF4y2Ba 1986年gydF4y2Ba 43gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 486年gydF4y2Ba 492年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0022923552gydF4y2Ba 10.1175 / 1520 - 0469 (1986)04360,0486:efetsp60; 2.0.co; 2gydF4y2Ba MitrescugydF4y2Ba C。gydF4y2Ba 史蒂芬斯gydF4y2Ba g . L。gydF4y2Ba 辐射传输方程的相似性和可伸缩性gydF4y2Ba 《定量光谱和辐射传输gydF4y2Ba 2004年gydF4y2Ba 86年gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 387年gydF4y2Ba 394年gydF4y2Ba 10.1016 / j.jqsrt.2003.12.028gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 16544364585gydF4y2Ba 成BrilgydF4y2Ba 答:我。gydF4y2Ba KabashnikovgydF4y2Ba 诉P。gydF4y2Ba KuzminagydF4y2Ba n V。gydF4y2Ba 波波夫gydF4y2Ba 诉M。gydF4y2Ba 相似性湍浮力射流的热辐射gydF4y2Ba 国际期刊的传热传质gydF4y2Ba 1998年gydF4y2Ba 41gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 1347年gydF4y2Ba 1356年gydF4y2Ba 10.1016 / s0017 - 9310 (97) 00211 - 1gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0032076738gydF4y2Ba 爱德华兹gydF4y2Ba d·K。gydF4y2Ba 分子气体辐射带gydF4y2Ba 传热的进步gydF4y2Ba 1976年gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 115年gydF4y2Ba 193年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 77957083024gydF4y2Ba 10.1016 / s0065 - 2717 (08) 70163 - 1gydF4y2Ba 马尔克姆斯gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 随机的洛伦兹带模型与指数跟踪gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba线强度分布函数gydF4y2Ba 美国光学学会杂志》上gydF4y2Ba 1967年gydF4y2Ba 57gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 323年gydF4y2Ba 10.1364 / josa.57.000323gydF4y2Ba 哈特曼gydF4y2Ba j . M。gydF4y2Ba 利瓦伊迪利昂gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 泰纳gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 逐行和窄带统计模型计算了HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba 《定量光谱和辐射传输gydF4y2Ba 1984年gydF4y2Ba 32gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 119年gydF4y2Ba 127年gydF4y2Ba 10.1016 / 0022 - 4073 (84)90076 - 1gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0000447032gydF4y2Ba 适度的gydF4y2Ba m F。gydF4y2Ba Weighted-sum-of-gray-gases模型任意辐射传输解决方案方法gydF4y2Ba 《传热gydF4y2Ba 1991年gydF4y2Ba 113年gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 650年gydF4y2Ba 656年gydF4y2Ba 10.1115/1.2910614gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0026203950gydF4y2Ba 里德gydF4y2Ba r。gydF4y2Ba CaliagydF4y2Ba 诉。gydF4y2Ba 对氧化铝火箭排气微粒gydF4y2Ba 张仁学报28日热物理学会议gydF4y2Ba 1993年7月gydF4y2Ba 美国佛罗里达州奥兰多gydF4y2Ba 张仁- 93 - 2819gydF4y2Ba 里德gydF4y2Ba r。gydF4y2Ba CaliagydF4y2Ba 诉。gydF4y2Ba 新的测量液体的氧化铝gydF4y2Ba 《JANNAF排气羽流委员会会议gydF4y2Ba 1993年gydF4y2Ba 阿尔伯克基美国纳米gydF4y2Ba 飞利浦实验室,Kirland空军基地gydF4y2Ba BohrangydF4y2Ba c F。gydF4y2Ba 霍夫曼gydF4y2Ba d·R。gydF4y2Ba 吸收和散射光的小颗粒gydF4y2Ba 1983年gydF4y2Ba 纽约,纽约,美国gydF4y2Ba 约翰威利& SonsgydF4y2Ba 余gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 锅gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba D。gydF4y2Ba 霁gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 棕褐色gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 蒙特卡罗方法模拟各向异性介质的辐射特性gydF4y2Ba 传热:亚洲研究gydF4y2Ba 1999年gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 201年gydF4y2Ba 210年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0032869662gydF4y2Ba 空白gydF4y2Ba d . A。gydF4y2Ba MishragydF4y2Ba s . C。gydF4y2Ba 使用二维倒塌维度的方法在灰色的围墙absorbing-emitting-isotropic散射辐射平衡的媒体gydF4y2Ba 数值传热B部分gydF4y2Ba 1996年gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 469年gydF4y2Ba 481年gydF4y2Ba 10.1080 / 10407799608915094gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0030418484gydF4y2Ba SelcukgydF4y2Ba N。gydF4y2Ba KayakolgydF4y2Ba N。gydF4y2Ba 评价辐射传输的离散序数法矩形熔炉gydF4y2Ba 国际期刊的传热传质gydF4y2Ba 1997年gydF4y2Ba 40gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 213年gydF4y2Ba 222年gydF4y2Ba 10.1016 / 0017 - 9310 (96)00139 - 1gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0030709423gydF4y2Ba 崔gydF4y2Ba e . H。gydF4y2Ba RaithbygydF4y2Ba g D。gydF4y2Ba 休斯gydF4y2Ba p . m . J。gydF4y2Ba 预测辐射传输的圆柱形外壳与有限体积方法gydF4y2Ba 热物理学杂志》和传热gydF4y2Ba 1992年gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 605年gydF4y2Ba 611年gydF4y2Ba 10.2514/3.11540gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0026940660gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 香gydF4y2Ba 周宏儒。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba X.-Y。gydF4y2Ba 数值模拟复合固体推进剂火箭发动机排气羽流gydF4y2Ba 固体火箭技术杂志》上gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 37gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 37gydF4y2Ba 42gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84897135150gydF4y2Ba 10.7673 / j.issn.1006-2793.2014.01.007gydF4y2Ba 布雷斯韦特gydF4y2Ba p C。gydF4y2Ba 淬火炸弹调查的氧化铝形成固体火箭推进剂(第一部分):实验方法gydF4y2Ba 《25日JANNAF燃烧会议gydF4y2Ba 1988年gydF4y2Ba CPIA出版498gydF4y2Ba 风扇gydF4y2Ba S.-W。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba X.-Y。gydF4y2Ba 朱gydF4y2Ba D.-Q。gydF4y2Ba 香gydF4y2Ba 周宏儒。gydF4y2Ba 蔡gydF4y2Ba G.-B。gydF4y2Ba 的红外特征计算固体火箭羽与有限体积法的方法gydF4y2Ba 《航天gydF4y2Ba 2005年gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 793年gydF4y2Ba 797年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 33644947236gydF4y2Ba 路德维希gydF4y2Ba c . B。gydF4y2Ba 马尔克姆斯gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 里尔登gydF4y2Ba j·E。gydF4y2Ba 手册燃烧气体的红外辐射gydF4y2Ba 1973年gydF4y2Ba Hamppon Virainiaz Lanzley研究中心gydF4y2Ba nasa - sp - 3080gydF4y2Ba 朱gydF4y2Ba d Q。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba x Y。gydF4y2Ba 香gydF4y2Ba h·J。gydF4y2Ba 冷却技术高压液氧/煤油发动机室gydF4y2Ba 《航天gydF4y2Ba 2008年gydF4y2Ba 29日gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 255年gydF4y2Ba 259年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 56849098828gydF4y2Ba