下遮擋二元噴口的氣動和紅外輻射特性的數(shù)值研究.pdf

1、航空發(fā)動機排氣系統(tǒng)高溫熱部件和高溫排氣尾焰是飛行器后半球紅外輻射的主要來源,圓轉矩形非軸對稱結構噴管相對于軸對稱參考噴管能在較低性能損失的情況下有效降低熱噴流及噴管的紅外輻射信號。本文的研究內(nèi)容是在圓轉矩形二元噴管(寬高比為3.33)的出口處安裝下遮擋板和三角形鋸齒,通過基于CFD/IR(計算流體力學/紅外輻射)綜合數(shù)值模擬的方法來研究其氣動特性以及遮擋板和鋸齒對噴管壁面和尾焰的紅外輻射強度的抑制效果。
　　 帶下遮擋板結構的噴

2、管改變了原來二元噴管流場的對稱分布,相對于基準噴管,加裝擋板二元噴管的總壓恢復系數(shù)并未降低,隨著雙層遮擋板間距的增大,雙層遮擋結構與單層遮擋結構相比,上遮擋板隨著雙層遮擋板間引射冷氣流量的增加溫度逐漸降低。通過在間距10mm雙層遮擋結構的上遮擋板開縫,可以使夾層通道的引射系數(shù)從未開縫時的0.31％提高至0.63％,開縫并加舌片的冷卻結構引射系數(shù)可以達到1.45％。
　　 加鋸齒后的噴管結構普遍縮短了二元噴管的速度/溫度核心區(qū)的長

3、度,相對基準二元噴管的引射系數(shù)有一定程度的提高,但鋸齒的堵塞引起推力系數(shù)有較為顯著的降低。在本文所研究的鋸齒結構中,4齒后傾角度較小的噴管相對引射系數(shù)最大,能夠更好地縮短速度/溫度核心區(qū)的長度。
　　 不同結構的遮擋板結構均對噴管的排氣尾焰紅外輻射在-90°～0°方向上有著較好的抑制效果。雙層遮擋結構可以有效減小鉛垂面下方的紅外輻射,但與此同時卻增強了0°～90°方向的紅外輻射。帶狹縫氣膜冷卻的雙層遮擋板對排氣系統(tǒng)的紅外輻射具有