【火箭】基于Matlab模拟瓶火箭水-空气推进系统的动态，使喷射性能最大的最佳水与空气比例及初始压力
✅作者简介：热爱科研的Matlab仿真开发者，擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、程序设计科研仿真。
🍎完整代码获取 定制创新 论文复现点击：Matlab科研工作室
👇 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料
🍊个人信条：做科研，博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之，是为：博学慎思，明辨笃行。
🔥 内容介绍
瓶火箭水 - 空气推进系统的工作过程遵循热力学和流体力学原理。其动态过程为：发射前，瓶内充有一定量的水和压缩空气，当瓶口打开或密封装置松开，压缩空气膨胀，推动水从瓶口高速喷出，根据牛顿第三定律，产生反作用力使火箭升空。随着水的喷出，瓶内空气体积增大，压力逐渐减小，水的喷出速度也随之降低，当水全部喷出后，若瓶内气压仍高于外界大气压，空气会继续喷出产生少量推力，直至内外气压平衡。
使喷射性能最大的最佳水与空气比例并非固定值，会受瓶体大小、喷嘴设计等因素影响。一般来说，水占瓶体容积的 30% - 40% 时性能较优，即水与空气的体积比约为 1:2.5 到 1:1.5。例如对于 2 升的标准塑料瓶，装 600 - 800 毫升水较为合适，剩余空间为压缩空气。
初始压力方面，在瓶体承受范围内，较高的初始压力有助于提高喷射性能。通常建议初始压力控制在 6 - 8Bar（90 - 120PSI）以内。对于标准 soda 瓶，60PSI 适合初学者，能提供适度射程；80PSI 时大多数设计可获得平衡性能；100PSI 是推荐的最大压力，可实现最长飞行距离，但需注意确保瓶体质量和密封性，避免爆炸危险。
⛳️ 运行结果
📣 部分代码
summary:1. z" = rho_w * w_e^2 * Ae/m - (1/2m)*( rho_atm)*Ac*Cd*(z')^2 -g2. mf = ms + pa(t0)*Va(t0)/ (R*Ta(t0)) + rho_w*(Vc - Va(t))3. Va(t) = Va(t0) +Aeint(w_e(t)dt )(t0 to t)4. w_e = sqrt(2*(pa(t) - patm)/(rho_w))5. pa(t) = pa(t0)*[(Va(t0)/Va(t)]^gamma6. z = z(t0) + int(wdt)(t0 to t)7. w = int(z"dt)(t0 to t)IC: Va(t0), pa(t0), Ta(t0)Rocket design: Vc, ms, AeFluids props: gamma, R, rho_wlaunch conditions: g,z,patmAc - cross-sectional area of the rocket normal to the air flowIC for pc:Va(n), w(n), we(n)1. Va'(n+1) = Va(n) +Ae*we(n)*delt2. pa'(n+1) = pa0*(Va0/Va'(n+1))^gamma --> Va'(n+1) from 13. pavg'(n+1) = (pa(n) + pa'(n+1))/2 --> pa'(n+1) from 24. we'(n+1) = sqrt(2*(pavg'(n+1)-patm)/rho_w)) --> pavg'(n+1) from 35. wavg'(n+1) = w(n) + z_dd(n) * delt/2Va(n), we'(n+1)1. Va(n+1) = Va(n) + Ae*we'(n+1)*delt2. pa(n+1) = pa0*(Va0/Va(n+1))^gamma --> Va(n+1) from 13. we(n+1) = sqrt(2*(pa(n+1)-patm)/rho_w)) --> pa(n+1) from 2