CN110705013A - 用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其包括以下步骤：利用前处理软件ICEM建立甲烷贮箱模型并进行网格划分，得到甲烷贮箱模型的msh网格文件；利用fluent软件对甲烷贮箱模型的msh网格文件进行自生增压输送系统仿真，以获得气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。本申请采用CFD方法，考虑流体与热、表面张力、过载、相变的耦合，得出较为精确地仿真数据，能够为研发以甲烷作为新型推进剂的液体火箭提供必要的数据支持。

Description

用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法

技术领域

本申请属于数值仿真技术领域，具体涉及一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法。

背景技术

增压系统用于提供液体火箭推进剂贮箱的气枕压力，在贮箱结构的强度和刚度条件下，满足发动机起动及飞行过程中所需的推进剂入口正常的工作压力、火箭推进剂贮箱薄壁结构承载所需要的内压要求。增压系统的主要工作过程为：增压气体进入推进剂贮箱，膨胀后占据推进剂排出后的空间，对液体推进剂产生工作压力。评价一种增压系统需要考虑其增压能力、工作可靠性、重量、成本、技术复杂性和技术继承性。常用的增压方式一般包括三种：燃气增压、高压气瓶增压和自生增压。

燃气增压是利用发动机燃烧产物作为增压介质的增压方式。燃气增压系统简单，成本较低，适应性较差。中国现役的长征系列运载火箭一、二级和助推器燃料贮箱均采用燃气发生器引出的燃气降温进行增压。

高压气瓶增压是将高压气体充进贮箱内从而挤压推进剂进行增压，高压气体通常采用密度较小的氦气。高压气瓶增压系统适用性广，系统设计灵活，系统组成相对复杂，成本较高。仅在阿里安5火箭的液氧贮箱采用超临界氦增压，长征三号甲系列运载火箭低温三子级液氧贮箱采用冷氦加温后的增压方案。

自生增压是利用火箭的推进剂组元，通过发动机蒸发、气化后对贮箱进行增压。通常在发动机泵后高压区引出一个分支，通过蒸发器将推进剂进行气化，并将温度调节到要求值，再引入贮箱进行增压。自生增压系统简单，成本较低。对于沸点较低、容易蒸发的推进剂，可以选择自生增压。中国现役的长征系列运载火箭一、二级和助推器氧化剂贮箱均采用自生增压。

国内自生增压系统主要运用液氧和液氢。而甲烷作为一种新型的液体燃料，虽然已经被国际上的商业航天公司证实具有自生增压的能力，但是目前还没有相关的甲烷自生增压技术。因此，为了研发一种以甲烷作为新型推进剂的液体火箭，有必要研发一种适用于甲烷的自生增压数值仿真方法。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法。

根据本申请实施例，本申请提供了一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其包括以下步骤：

利用前处理软件ICEM建立甲烷贮箱模型并进行网格划分，得到甲烷贮箱模型的msh网格文件；

利用fluent软件对甲烷贮箱模型的msh网格文件进行自生增压输送系统仿真，以获得气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

上述用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法中，还包括对甲烷贮箱进行简化的步骤，甲烷贮箱简化后的结构包括两内外壁面均光滑的半椭球体和内外壁面均光滑的圆柱体；一所述半椭球体设置在所述圆柱体的一端，另一所述半椭球体设置在所述圆柱体的另一端。

上述用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法中，所述利用fluent软件对甲烷贮箱模型进行自生增压输送系统仿真的过程为：

获取甲烷贮箱模型的msh网格文件；

根据甲烷贮箱模型的尺寸设定网格单位；

选取模拟甲烷贮箱自生增压的模型；

构建模拟甲烷贮箱自生增压的模型中的自定义函数，所述自定义函数用于计算模拟甲烷贮箱自生增压的模型中的质量流量；

设置预设温度下的液态/气态甲烷材料属性、贮箱固体壁面的材料属性，以及甲烷的物性参数；

对两相分别进行设置，设置第一相为液态甲烷，第二相为气态甲烷；

对甲烷贮箱设置边界条件，所述边界条件包括贮箱入口的边界条件、贮箱出口的边界条件以及贮箱固体壁面的边界条件；

选择求解算法；

依据甲烷贮箱入口边界初始化计算区域，分别设置计算区域内的液态甲烷的初始温度和初始压力以及气态甲烷初始的温度和初始压力；

采用求解算法对模拟甲烷贮箱自生增压的模型进行计算，得到气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

进一步地，所述模拟甲烷贮箱自生增压的模型包括多相流VOF模型、Realizablek-epsilon模型和CSF模型；

所述多相流VOF模型用于计算多相流自由界面；所述Realizablek-epsilon模型用于模拟湍流运动；所述CSF模型用于模拟气液两相流。

进一步地，所述模拟甲烷贮箱自生增压的模型采用的流体动量方程为：

式(1)中，ρ表示密度，

表示速度，p表示静压，

表示应力张量，

表示加速度，

表示外部体积力，▽表示梯度计算符号；

p、

均为未知参数，需要通过初始值与VOF中液相体积分数的连续性方程以及CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程求解；ρ、

为已知参数。

进一步地，所述VOF中液相体积分数的连续性方程为：

式(2)中，α_l表示液态甲烷的体积分数，ρ_l表示液态甲烷的密度，

表示液态甲烷的速度，表示液态甲烷的源项，

表示质量流量，

表示甲烷由气态转变成液态的质量流量，

表示甲烷由液态转变成气态的质量流量。和ρ_l均为已知参数。

进一步地，所述VOF中液相体积分数的连续性方程中液态甲烷的源项

中的动量源项F_vol为：

式(4)中，k_i表示液相相界面的曲率，对于两相流动，k_i＝R₁＝R₂R₁和R₂分别表示甲烷气液两相界面的双向曲率半径；

表示体积加权密度’；σ表示表面张力系数，ρ_v表示气态甲烷的密度。

进一步地，所述CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程为：

式(3)中，σ表示表面张力系数；R₁和R₂分别表示甲烷气液两相界面的双向曲率半径。

进一步地，所述自定义函数包括第一自定义函数和第二自定义函数，所述第一自定义函数考虑自生增压的高温甲烷气体与低温液甲烷液面的相变现象，其具体形式为：

式(5)中，coeff_e表示蒸发状态下的相变系数，coeff_c表示冷凝状态下的相变系数，这两个系数均根据甲烷相变实验测量得出；T_l表示液态甲烷的温度，T_v表示气态甲烷的温度，T_sat表示饱和状态下的温度，这三个温度均为已知的物性参数；α_v表示气态甲烷的体积分数，ρ_v表示气态甲烷的密度；

所述第二自定义函数为获取的一组数据，该组数据表示甲烷贮箱在飞行中的加速度与时间的对应关系。

进一步地，所述选择求解算法中，流体动量方程中的压力速度耦合选择PISO算法；

VOF中液相体积分数的连续性方程中的梯度项选择Least Squares Cell Based算法；

动量源项F_vol采用PRESTO！算法；

湍流模型对应的方程的差分格式选择Second Order Up wind算法。

进一步地，用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法还包括对气枕温度、气枕压力和贮箱内流场进行分析的步骤，其过程为：

通过改变甲烷贮箱入口的质量流量，分析气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口质量流量范围；

通过改变入口气体温度，分析气枕温度、气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口气体温度范围。

根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请采用fluent仿真软件，基于CFD方法以及二维轴对称非稳态模型，模拟选取多相流模块，应用VOF(Volume of Fluid)方法捕捉气液交界面，考虑相界面处流体与热的耦合，考虑湍流作用以及表面张力的影响，并且利用fluent模拟软件含有的用户自定义函数UDF模块，构建贮箱过载随时间变化的自定义函数和蒸发冷凝相变发生的自定义函数；能够实现对甲烷贮箱内低温甲烷自生增压的仿真模拟，得到较为准确的气枕温度、气枕压力和贮箱内流场等数据，以便于设计液态甲烷自生增压输送系统。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。

图1为本申请具体实施方式提供的一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。

本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

如图1所示，本申请提供了一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其包括以下步骤：

S1、对甲烷贮箱进行简化；

具体地，忽略实际甲烷贮箱的内部结构，将实际贮箱的桶段简化为内外壁面均光滑的圆柱体，将贮箱的前后底简化为内外壁面均为光滑的半椭球体，则甲烷贮箱简化后的结构包括两内外壁面均光滑的半椭球体和内外壁面均光滑的圆柱体。一半椭球体设置在圆柱体的一端，另一半椭球体设置在圆柱体的另一端。

S2、根据甲烷贮箱简化后的结构，利用CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)中的前处理软件ICEM建立甲烷贮箱模型，并进行网格划分，得到甲烷贮箱模型的msh网格文件。

具体地，采用六面体结构化网格对甲烷贮箱模型进行网格划分。考虑近壁面的流动效应，全局网格尺寸小于或等于2mm，近壁面处网格尺寸小于或等于0.5mm。

甲烷贮箱模型划分的网格数可以为438400。

S3、利用fluent软件对甲烷贮箱模型进行自升增压输送的仿真，以获得气枕温度、气枕压力和贮箱内流场，其具体过程为：

S30、利用fluent软件获取甲烷贮箱模型的msh网格文件，并确保msh文件中的最小网格尺寸大于或等于0。

S31、根据甲烷贮箱模型的尺寸设定网格单位；网格单位可以设定为mm。

S32、选取模拟甲烷贮箱自生增压的模型；

其中，选取的模拟甲烷贮箱自生增压的模型包括多相流VOF模型、Realizablek-epsilon模型和CSF(Continuum Surface Force，表面张力)模型。

由于计算多相流自由界面问题，因此选取多相流VOF模型。

由于计算的流场是湍流状态，需选择湍流模型，考虑到流动类似于腔道流动、并存在边界层流动、以及可能出现旋转流动，因此采用Realizablek-epsilon模型来模拟湍流运动。

由于模拟气液两相流，气液两相的表面张力对流动状态存在较大影响，因此选取CSF模型(Continuum Surface Force，表面张力)。

上述三种模型均需要考虑，但依据实际火箭贮箱的不同状态以及网格质量，湍流模型也可选取standard k-epsilon模型或者SST模型。

流体动量方程为所有流体问题的基础方程，其具体为：

式(1)中，ρ表示密度，

表示速度，p表示静压，

表示应力张量，

表示加速度，

表示外部体积力，▽表示梯度计算符号。

p、

均为未知参数，需要通过初始值与VOF中液相体积分数的连续性方程以及CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程求解；ρ、

为已知参数。

其中，VOF中液相体积分数的连续性方程为多相流VOF模型的数学方程，其具体形式为：

式(2)中，α_l表示液态甲烷的体积分数，ρ_l表示液态甲烷的密度，

表示液态甲烷的速度，

表示液态甲烷的源项，

表示质量流量，

表示甲烷由气态转变成液态的质量流量，表示甲烷由液态转变成气态的质量流量。

和ρ_l均为已知参数。

其中，CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程为：

式(3)中，σ表示表面张力系数；R₁和R₂分别表示甲烷气液两相界面的双向曲率半径。

对于气液两相流动，由于表面张力的影响，对液相增加的动量源项F_vol为：

式(4)中，动量源项F_vol为VOF中液相体积分数的连续性方程中液态甲烷的源项

中的一项，k_i表示液相相界面的曲率，对于两相流动，k_i＝R₁＝R₂，

表示体积加权密度。ρ_v表示气态甲烷的密度

S33、构建模拟甲烷贮箱自生增压的模型中的UDF(User Definen Function，自定义函数)；

考虑到计算模型的局限性，对于相变现象的计算需要采用自定义函数，以满足实际状态。

构建第一自定义函数UDF_1和第二自定义函数UDF_2。

其中，第一自定义函数UDF_1主要考虑自生增压的高温甲烷气体与低温液甲烷液面的相变现象。第一自定义函数UDF_1为相变引起的质量流量的计算公式，其具体形式为：

式(5)中，coeff_e表示蒸发状态下的相变系数，coeff_c表示冷凝状态下的相变系数，这两个系数均根据甲烷相变实验测量得出。T_l表示液态甲烷的温度，T_v表示气态甲烷的温度，T_sat表示饱和状态下的温度，这三个温度均为已知的物性参数。α_v表示气态甲烷的体积分数，ρ_v表示气态甲烷的密度。

第二自定义函数UDF_2为获取的一组数据，该组数据表示甲烷贮箱在飞行中的加速度与时间的对应关系。

S34、设置材料及甲烷的物性参数：

根据火箭的实际状态，选取预设温度下的液态/气态甲烷材料属性以及贮箱固体壁面的材料属性。例如，预设温度可以为80K，贮箱固体壁面的材料属性可以为铝合金5A06。

设定液态/气态甲烷的密度、粘性、导热率和显焓等物性参数。

S35、相选择：

在多相流VOF模型中对两相分别进行设置，设置第一相为液态甲烷，第二相为气态甲烷。

S36、设置边界条件：

具体地，设置的边界条件包括贮箱入口的边界条件、贮箱出口的边界条件以及贮箱固体壁面的边界条件。

其中，贮箱入口采用质量流量入口边界条件，数值为增压流量数据，由火箭实际状态提供。

贮箱出口采用压力出口边界条件，设为0kpa。

贮箱固体壁面采用无滑移边界条件。

S37、选择求解算法，确定求解精度：

流体动量方程中的压力速度耦合选择PISO(Pressure Implicit with SplittingofOperators，基于压力隐式算子分裂)算法。

VOF中液相体积分数的连续性方程中的梯度项选择Least Squares Cell Based算法(基于单元体的最小二乘法)。

动量源项F_vol采用PRESTO！(PREssure S Taggering Option，交错压力格式)算法。

湍流模型对应的方程的差分格式选择Second OrderUp wind(二阶迎风)算法。

S38、依据甲烷贮箱入口边界初始化计算区域，分别设置计算区域内的液态甲烷的初始温度和初始压力以及气态甲烷的初始温度和初始压力。

其中，计算区域内的液态甲烷和气态甲烷的初始温度均设置为80K，液态甲烷和气态甲烷的初始压力均设置为0kpa。

设置迭代参数，时间步长受网格尺寸影响，网格尺寸越大，时间步长应越小。每个步长内的迭代参数受一个时间步长内的计算残差量级影响，以计算残差量级小于10^-5为标准进行计算。

其中，迭代参数的步长可以设置为0.001s，每个步长内迭代次数可以设置为40。

S39、采用求解算法对模拟甲烷贮箱自生增压的模型进行计算，得到气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

利用fluent软件对甲烷贮箱模型进行自升增压输送的仿真的过程中还包括以下步骤：

根据得到的查看残差分析最终计算结果。

判断残差是否大于或等于10^-5，如果是，则返回步骤S30；否则，对最终计算结果进行分析。

分析最终计算结果时主要分析气枕温度、气枕压力、贮箱内流场。

通过改变甲烷贮箱入口的质量流量，分析气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口质量流量范围。

通过改变入口气体温度，分析气枕温度、气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口气体温度范围。

可以理解的是，通过在fluent仿真软件中选取模拟甲烷贮箱自生增压的模型，并选择求解算法，点击fluent仿真软件中的计算按钮，在fluent仿真软件中选择的求解算法对选取的模拟甲烷贮箱自生增压的模型进行计算，得到气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

本申请用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法采用fluent仿真软件，基于CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体方法)以及二维轴对称非稳态模型，模拟选取了多相流模块，应用VOF(Volume ofFluid)方法捕捉气液交界面，考虑相界面处流体与热的耦合，自生增压的高温甲烷气体与气枕原有气体、低温液甲烷液面、贮箱壁面的热交换，考虑湍流作用以及表面张力的影响，并且利用fluent模拟软件含有的用户自定义函数UDF模块，构建贮箱过载随时间变化的自定义函数和蒸发冷凝相变发生的自定义函数；能够实现对甲烷贮箱内低温甲烷自生增压的仿真模拟，得到较为准确的气枕温度、气枕压力、贮箱内流场，以便于根据气枕温度、气枕压力和贮箱内流场设计液态甲烷自生增压输送系统，还可以根据气枕温度、气枕压力和贮箱内流场对甲烷贮箱进行优化

与现有的自生增压仿真相比，本申请用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法填补了低温甲烷的自生增压仿真空白，并且利用相对精确的模拟方法，实现了贮箱内流体与热的耦合模拟，利用UDF函数解决了过载和相变的难题。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，在不脱离本申请的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本申请保护的范围。

Claims (11)

1.一种用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用前处理软件ICEM建立甲烷贮箱模型并进行网格划分，得到甲烷贮箱模型的msh网格文件；

利用fluent软件对甲烷贮箱模型的msh网格文件进行自生增压输送系统仿真，以获得气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

2.根据权利要求1所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，还包括对甲烷贮箱进行简化的步骤，甲烷贮箱简化后的结构包括两内外壁面均光滑的半椭球体和内外壁面均光滑的圆柱体；一所述半椭球体设置在所述圆柱体的一端，另一所述半椭球体设置在所述圆柱体的另一端。

3.根据权利要求1或2所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述利用fluent软件对甲烷贮箱模型进行自生增压输送系统仿真的过程为：

获取甲烷贮箱模型的msh网格文件；

根据甲烷贮箱模型的尺寸设定网格单位；

选取模拟甲烷贮箱自生增压的模型；

构建模拟甲烷贮箱自生增压的模型中的自定义函数，所述自定义函数用于计算模拟甲烷贮箱自生增压的模型中的质量流量；

设置预设温度下的液态/气态甲烷材料属性、贮箱固体壁面的材料属性，以及甲烷的物性参数；

对两相分别进行设置，设置第一相为液态甲烷，第二相为气态甲烷；

对甲烷贮箱设置边界条件，所述边界条件包括贮箱入口的边界条件、贮箱出口的边界条件以及贮箱固体壁面的边界条件；

选择求解算法；

依据甲烷贮箱入口边界初始化计算区域，分别设置计算区域内的液态甲烷的初始温度和初始压力以及气态甲烷初始的温度和初始压力；

采用求解算法对模拟甲烷贮箱自生增压的模型进行计算，得到气枕温度、气枕压力和贮箱内流场。

4.根据权利要求3所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述模拟甲烷贮箱自生增压的模型包括多相流VOF模型、Realizablek-epsilon模型和CSF模型；

所述多相流VOF模型用于计算多相流自由界面；所述Realizablek-epsilon模型用于模拟湍流运动；所述CSF模型用于模拟气液两相流。

5.根据权利要求4所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述模拟甲烷贮箱自生增压的模型采用的流体动量方程为：

式(1)中，ρ表示密度，

表示速度，p表示静压，表示应力张量，

表示加速度，

表示外部体积力，

表示梯度计算符号；

p、

均为未知参数，需要通过初始值与VOF中液相体积分数的连续性方程以及CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程求解；ρ、

为已知参数。

6.根据权利要求5所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述VOF中液相体积分数的连续性方程为：

式(2)中，α_l表示液态甲烷的体积分数，ρ_l表示液态甲烷的密度，表示液态甲烷的速度，

表示液态甲烷的源项，表示质量流量，

表示甲烷由气态转变成液态的质量流量，

表示甲烷由液态转变成气态的质量流量。

和ρ_l均为已知参数。

7.根据权利要求6所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述VOF中液相体积分数的连续性方程中液态甲烷的源项

中的动量源项F_vol为：

式(4)中，k_i表示液相相界面的曲率，对于两相流动，k_i＝R₁＝R₂，R₁和R₂分别表示甲烷气液两相界面的双向曲率半径；

表示体积加权密度；σ表示表面张力系数，ρ_v表示气态甲烷的密度。

8.根据权利要求5所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述CSF模型中甲烷气液两相界面两侧的压力差方程为：

式(3)中，σ表示表面张力系数；R₁和R₂分别表示甲烷气液两相界面的双向曲率半径。

9.根据权利要求3所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述自定义函数包括第一自定义函数和第二自定义函数，所述第一自定义函数考虑自生增压的高温甲烷气体与低温液甲烷液面的相变现象，其具体形式为：

式(5)中，coeff_e表示蒸发状态下的相变系数，coeff_c表示冷凝状态下的相变系数，这两个系数均根据甲烷相变实验测量得出；T_l表示液态甲烷的温度，T_v表示气态甲烷的温度，T_sat表示饱和状态下的温度，这三个温度均为已知的物性参数；α_v表示气态甲烷的体积分数，ρ_v表示气态甲烷的密度；

所述第二自定义函数为获取的一组数据，该组数据表示甲烷贮箱在飞行中的加速度与时间的对应关系。

10.根据权利要求8所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，所述选择求解算法中，流体动量方程中的压力速度耦合选择PISO算法；

VOF中液相体积分数的连续性方程中的梯度项选择Least Squares Cell Based算法；

动量源项F_vol采用PRESTO！算法；

湍流模型对应的方程的差分格式选择Second Order Up wind算法。

11.根据权利要求3所述的用于液态甲烷自生增压输送系统的仿真方法，其特征在于，还包括对气枕温度、气枕压力和贮箱内流场进行分析的步骤，其过程为：

通过改变甲烷贮箱入口的质量流量，分析气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口质量流量范围；

通过改变入口气体温度，分析气枕温度、气枕压力、贮箱内流场的变化，根据实际火箭贮箱，确定所需的入口气体温度范围。

Images