ADN甲醇推进剂燃烧反应动力学模型及推力器燃烧过程仿真的研究的任务书

ADN甲醇推进剂燃烧反应动力学模型及推力器燃烧过程仿真的研究的任务书一、课题研究背景及意义甲醇作为一种低毒、低污染的燃料，近年来得到了广泛的应用和研究。在推进剂领域，采用甲醇为燃料的ADN（AmmoniumDinitramide）推进剂被认为是一种具有广阔应用前景的燃料，其燃烧性能优良，特别适合用于小型卫星和探测器的推进系统。因此，研究ADN甲醇推进剂的燃烧反应动力学模型及推力器燃烧过程仿真非常有意义。研究ADN甲醇推进剂的燃烧反应动力学模型可以对其燃烧性能进行深入分析，为优化其燃烧性能提供理论依据。同时，对于推力器燃烧过程的仿真研究可以对其实际应用进行预测，并且能够帮助优化推力器的设计，提高其推力性能和使用效益。二、研究内容1.现有文献综述及分析，查阅ADN甲醇推进剂的研究现状，深入了解ADN甲醇推进剂的组成、特性及其流动特性。2.构建ADN甲醇推进剂的燃烧反应动力学模型，选取甲醇和ADN的典型反应，建立化学反应方程，推导反应动力学式，并考虑反应中存在的传热和质量扩散过程。3.确定ADN甲醇推进剂的物理和化学参数，包括温度、压力、燃烧产物、反应速率常数等，并进行计算。采用数值计算方法，求解反应动力学方程，计算ADN甲醇推进剂的燃烧过程，如火焰传播速度、温度、压力和流场分布等。4.进行推力器燃烧过程仿真，建立ADN甲醇推进剂的推力器燃烧模型，采用数值模拟方法对推进剂燃烧与推力器结构相互作用的过程进行计算，并进行数值实验验证。5.对仿真结果进行分析和优化，如燃烧产物的优化、火焰传播速度的优化、推力器结构的优化等，进一步提高ADN甲醇推进剂的燃烧能力和推力性能。三、研究步骤和时间安排1.前期调研和文献综述。时间安排：2周。2.构建ADN甲醇推进剂的燃烧反应动力学模型。时间安排：4周。3.确定ADN甲醇推进剂的物理和化学参数，并进行计算。时间安排：4周。4.进行推力器燃烧过程的仿真计算和分析。时间安排：4周。5.对仿真结果进行分析和优化，进一步提高ADN甲醇推进剂的燃烧能力和推力性能。时间安排：2周。6.撰写研究报告和总结。时间安排：2周。四、预期研究成果1.构建ADN甲醇推进剂的燃烧反应动力学模型，解析反应动力学方程，计算其关键参数和反应速率常数。2.通过数值计算方法，求解反应动力学方程，得到ADN甲醇推进剂的燃烧过程描述，如火焰传播速度、温度、压力和流场分布等。3.进行推力器燃烧过程仿真，并与实验数据进行比对，验证数值模拟方法的有效性。4.对仿真结果进行分析和优化，如火焰传播速度的优化和推力器结构的优化，提高ADN甲醇推进剂的燃烧能力和推力性能。5.完成研究报告和总结，形成具有一定学术价值的研究成果。五、参考文献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