外源激励作用下火箭发动机输流管路振动特性研究

来源：振动与冲击杂志2024年第2期北京时间：

作者：苏勇,何江，张淼，宫武旗

单位：1.西安交通大学能源与动力工程学院，西安710048；2.中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所，西安710100

摘要：液氧煤油火箭发动机中煤油输送管路除受到管内高压流体自激激励外，还受到外来压力脉动、发动机主体振动等外源激励，因此经常发生强烈振动，已严重威胁火箭发动机安全。本文建立了包含波纹管、多段弯管和其他附属结构的三维管路模型，采用双向流固耦合方法，对输送管路的振动特性进行研究。研究结果表明，管道低频振动由流体自激的压力脉动引起，高频振动源于发动机主体振动，而外来压力脉动激励对管道振动无明显影响。另外，可视化结果表明热试车工况下，管道振动剧烈位置主要集中在进出口与两个波纹管之间，而波纹管、弯管和支撑处的应力值较大，是容易结构失效的危险位置，应重点关注。研究结果对发火箭发动机结构优化有积极意义。

关键词：火箭发动机；振动；外源激励；高压；流固耦合