【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于密相粉末输送领域，具体涉及活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法及系统。
技术介绍
1、粉末发动机是一种新型发动机，其使用高能金属粉末作为推进剂燃料，具有推力可调节、多脉冲点火、高冲量、安全、结构简单和低成本等优势。而粉末供给系统是粉末燃料发动机的核心组件，粉末供给的稳定可控是维持发动机的高效运行的前提。粉末推进剂密实存储在储箱中，其流动性低，需要使用载气实现粉末的流化和输送。而密相粉末的气力输送过程增加了系统的复杂性，使得对粉末质量流率的控制成为粉末给料系统的主要挑战之一。作为粉末燃料发动机最重要的关键技术和瓶颈之一，粉末燃料的有效稳定且灵活可控的输运系统设计，长期以来持续受到国内外学者关注并开展了大量探索研究。围绕粉末燃料供给系统的设计与调控，国内外学者开展了大量研究。但由于密相粉末输运实验测试的困难，如腔室内密实粉末的流化特性难以获取、喷口气固两相流的出流状态难以在线实时测量，实验中获得的两相流场信息极其有限，制约了对密相粉末气力输运过程的机理认识，也导致目前粉末输运系统的精准化设计仍面临很多难点。
2、由于密相粉末输运过程气固相间作用的复杂性以及现有两相流测试技术的局限性，数值模拟作为重要的辅助手段已被诸多学者应用于密相粉末输运过程的机理研究中。在数值仿真技术方面，对于密相粉末气力输运过程，双流体模型(tfm)是解析密相粉末输运的有效途径。但现有的数值模拟研究仍存在两方面问题，一方面是当前传统双流体模型(tfm)方法对密相粉末供给过程并不适用，tfm的发展主要面向流化床相关的气固两
3、数值研究的模型验证是检验数值模型准确度的重要手段，尤其是围绕关键参数的验证更具说服性，现有的文献均采用恒定体积高压粉末储箱泄压过程的压降率作为数值模拟结果验证的间接评价依据，而对于粉末质量流率等这一更能反应粉末输运特征的关键参数均未开展验证，但当前tfm预测得到的粉末质量流率远远高于实验值(偏差近1倍)，导致当前tfm对粉末输运过程的预测严重失准，如图1所示，尽管进行了不同类型的相间动量交换模型，但质量流率预测仍严重失准。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法及系统，解决了现有的传统双流体模型预测得到的粉末质量流率严重失准的弊端。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术提供的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，包括以下步骤：
4、步骤1，设置密相粉末输运初始时的活塞推进速率；
5、步骤2，利用预设的密相粉末输运修正数值模型计算得到密相粉末输运初始时的密相粉末质量流率；
6、步骤3，基于预设的活塞边界条件，结合初始时的密相粉末质量流率计算得到活塞推进速率；
7、步骤4，以计算得到的活塞推进速率，结合步骤2中预设的密相粉末输运修正数值模型，预测得到密相粉末输运过程下一时刻输出的密相粉末质量流率。
8、优选地，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
9、s21，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型；
10、s22，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值模型。
11、优选地，s21中，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型，具体方法是：
12、基于密相粉末输运特征，采用气固相间滑移速度替换macdonald渗流阻力模型中的气相速度，得到适用密相粉末输运过程阻力修正模型。
13、优选地，s22中，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值模型，具体方法是：
14、将阻力修正模型通过源项的形式植入到解析密相粉末气力输运过程的气固动量方程中，得到守恒方程；
15、利用有效黏度修正阻力修正模型在气固动量方程中的源项表达式，得到修正后的源项表达式；
16、将守恒方程和修正后的源项表达式相结合，得到密相粉末输运修正数值模型。
17、优选地，步骤3中，预设的活塞边界条件的表达式为：
18、vpiston＝qm,s/αs,packedρsspiston
19、其中，qm,s为粉末输出质量流率；αs,packed为填充粉末体积分数；ρs为粉末密度；spiston为活塞面积；vpiston为活塞推进速率。
20、优选地，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
21、s21，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型；
22、s22，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值模型；
23、s21中，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型，具体方法是：
24、基于密相粉末输运特征，采用气固相间滑移速度替换macdonald渗流阻力模型中的气相速度，得到适用密相粉末输运过程阻力修正模型；
25、s22中，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值模型，具体方法是：
26、将阻力修正模型通过源项的形式植入到解析密相粉末气力输运过程的气固动量方程中，得到守恒方程；
27、利用有效黏度修正阻力修正模型在气固动量方程中的源项表达式，得到修正后的源项表达式；
28、将守恒方程和修正后的源项表达式相结合，得到密相粉末输运修正数值模型。
29、优选地，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
30、s21，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型；
31、s22，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
3.根据权利要求2所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，S21中，基于Macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型，具体方法是：
4.根据权利要求2所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，S22中，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉末气力输运过程的动量方程，得到密相粉末输运修正数值模型，具体方法是：
5.根据权利要求2所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，步骤3中，预设的活塞边界条件的表达式为：
6.根据权利要求1所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：p>
7.根据权利要求1所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
8.活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，步骤2中，预设的密相粉末输运修正数值模型的构建方法是：
3.根据权利要求2所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，s21中，基于macdonald渗流阻力模型，结合气固相间滑移速度构建得到适用密相粉末输运过程的阻力修正模型，具体方法是：
4.根据权利要求2所述的活塞驱动结合气力输送的密相粉末质量流率预测的仿真方法，其特征在于，s22中，利用阻力修正模型结合有效黏度修正密相粉...
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