低温推进剂贮箱内自增压过程仿真分析研究陈既东，朱建炳*，赵积鹏，张海，顾森东，于斌（兰州空间技术物理研究所，兰州730000）摘要：为研究低温推进剂贮箱漏热造成贮箱内压力升高和低温推进剂液相热分层现象，利用用户自定义函数（User-DefinedFunctions，UDF）对低温贮箱内工质的能量源项、气液相的质量源项以及相变饱和温度等变量进行了解释。结合VOF（VolumeofFluid）模型，以及在Fluent软件所建立的低温工质材料模型，实现了低温液氮和液氪贮箱内自增压过程的仿真。重点分析了不同的气体模型和液相密度模型组合对自增压预测曲线的影响。对比仿真值和理论值发现：使用实际气体模型（Redlich-Kwong-Soavemodel，R-K-Smodel）和Boussinesq近似液相密度模型得到的压力值更接近理论压力值。此外，对不同重力环境和不同充注率的实验工况进行了仿真，得到了环境重力和充注率对低温液氪贮箱自增压过程的影响规律。关键词：低温推进剂贮箱；UDF；VOF模型；实际气体模型；自增压过程中图分类号：TB657.3文献标志码：A文章编号：1006-7086（2023）02-0163-08DOI：10.3969/j.issn.1006-7086.2023.02.009NumericalSimulationofSelf-pressurizationProcessinCryogenicPropellantTankCHENJidong，ZHUJianbing*，ZHAOJipeng，ZHANGHai，GUSendong，YUBin（LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou730000，China）Abstract：Inordertostudythepressureincreaseinthetankandthethermalstratificationofthecryogenicpropellantliquidphasecausedbyheatleakageinthecryogenicpropellanttank，theUser-DefinedFunctions（UDF）wereusedtoexplainthevariablessuchastheenergysourceterm，themasssourcetermofthegas-liquidphaseandthephasechangesaturationtemperatureinthecryogenictank.CombinedwiththeVOFmodelandthecryogenicworkingfluidmaterialmodelestab‐lishedbyFluentsoftware，thesimulationoftheself-pressurizationprocessinthecryogenicliquidnitrogenandliquidkryp‐tontankwasrealized.Theinfluenceofdifferentgasmodelandliquidphasedensitymodelcombinationsontheself-boostingpredictioncurveisanalyzed.Comparingtheexperimentalandtheoreticalvaluesofthesimulation，itisfoundthatthepressurevalueobtainedbyusingtheactualgasmodel（Redlich-Kwong-Soavemodel，R-K-Smodel）andtheBoussinesqapproximateliquidphasedensitymodelisclosertothethe...
