1目的及意义

1.1研究背景

世界各国运载火箭的发展进程大致可分为三个发展阶段:初期发展阶段、应用发展阶段、产业化发展阶段.我国运载火箭的发展历程与其他航天大国基本一致,最初是从弹道式导弹的基础上发展起来的.20世纪六七十年代,我国的运载火箭技术主要是以验证科研目标和技术手段为目的.到80年代后期,我国运载火箭的发展步入应用发展阶段:1984年4月,长征三号将中国第一颗通信卫星送入预定轨道;1990年4月,长征三号又将亚洲一号通信卫星送入太空,标志着我国运载火箭成功跻身国际商业发射服务市场;90年代末,我国的运载火箭已从初期的科学试验、单一型号、一箭一星、简单轨道发展到以应用为目的,系列化火箭型谱,具备一箭多星发射能力,基本覆盖高、中、低不同轨道发射要求的航天运输系统;21世纪的头10年,在国家的高度重视下,中国航天迎来了前所未有的大发展,产业化、规模化逐步成为新时代中国航天的主题。

固体火箭发动机结构简单、成本低， 依然是助推器首选。 货运飞船的动力系统包括助推器和运载火箭。助推器的基本元件有发动机（含壳体，推进剂，点火器和喷管），主结构体，分离系统，飞行控制仪器，设备减速系统推力矢量控制器，回收系统，安全自毁系统。目前，助推器主要分为固体助推器和液体助推器。两者各有优缺点，固体火箭发动机结构简单、 造价便宜，便于回收。液体火箭发动机安全性较高，可紧急关机，比冲高。可以看出，除了苏联和欧洲使用过液体推进器外，其余国家基本使用的是固体推进器。就目前来说，固体推进器依然是货运飞船的首选。这主要是因为固体推进器的技术成熟， 成本低。这也说明目前大家的关注点依然在如何降低成本以及提高稳定性上。

1.2国内外研究现状分析

1.2.1固体火箭研究概况

固体火箭发动机在点火时所产生的巨大的冲击波、固体杂质等对其发射平台及其周围设备会产生着严重的冲击，往往出现超压、噪声、高温、气体和碎片。这些物理效应对发射区域周围的平台结构，人员安全和设备工作能力产生影响，甚至危及相关人员的安全，影响设备的正常工作与安全。

对于发动机点火时周围的物理场环境的变化，如温度、压力的分布也可以通过现场实测的方法获得，但往往受到测量仪器量程，采样频率等因素的制约，并且成本比较昂贵。本文通过对于固体火箭 发动机尾流场的温度、压力在发射平台上的分布进行数值计算，分析其对固体火箭发动机尾部发射平台的影响。

近年来随着CAE的HPC(高性能计算)应用软件的广泛应用，计算流体动力学(CFD)技术在流体机械内部流场计算中应用日益广泛,CFD 成为优化设计的重要工具，目前,国内外已经对航空发动机外围流场流动的数值模拟做了大量研究工作，利用 CFD 软件通过数值模拟的方法可得到复杂流场中温度、压力等物理量值及其分布情况。因此，通过 fluent 软件对尾流场温度、压力的分布进行计算，并就产生的超压、高温对发射平台及周围设备等的影响进行分析，不失为一种较好的研究方法。

1.2.2流体仿真模拟（CFD）发展现状