下遮擋二元噴口的氣動(dòng)和紅外輻射特性的數(shù)值研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)高溫?zé)岵考透邷嘏艢馕惭媸秋w行器后半球紅外輻射的主要來源,圓轉(zhuǎn)矩形非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)噴管相對(duì)于軸對(duì)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(hào)。本文的研究內(nèi)容是在圓轉(zhuǎn)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(jì)算流體力學(xué)/紅外輻射)綜合數(shù)值模擬的方法來研究其氣動(dòng)特性以及遮擋板和鋸齒對(duì)噴管壁面和尾焰的紅外輻射強(qiáng)度的抑制效果。
　　 帶下遮擋板結(jié)構(gòu)的噴

2、管改變了原來二元噴管流場的對(duì)稱分布,相對(duì)于基準(zhǔn)噴管,加裝擋板二元噴管的總壓恢復(fù)系數(shù)并未降低,隨著雙層遮擋板間距的增大,雙層遮擋結(jié)構(gòu)與單層遮擋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shí)的0.31％提高至0.63％,開縫并加舌片的冷卻結(jié)構(gòu)引射系數(shù)可以達(dá)到1.45％。
　　 加鋸齒后的噴管結(jié)構(gòu)普遍縮短了二元噴管的速度/溫度核心區(qū)的長

3、度,相對(duì)基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)中,4齒后傾角度較小的噴管相對(duì)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(jié)構(gòu)的遮擋板結(jié)構(gòu)均對(duì)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(jié)構(gòu)可以有效減小鉛垂面下方的紅外輻射,但與此同時(shí)卻增強(qiáng)了0°～90°方向的紅外輻射。帶狹縫氣膜冷卻的雙層遮擋板對(duì)排氣系統(tǒng)的紅外輻射具有