二元收擴(kuò)噴管幾何參數(shù)對(duì)氣動(dòng)與紅外隱身特性影響數(shù)值研究.pdf

1、隨著紅外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，飛行器紅外隱身要求逐漸提高，對(duì)排氣裝置的紅外抑制要求也逐漸提高，本文針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置，立足于低紅外特征的圓轉(zhuǎn)矩形二元收擴(kuò)噴管設(shè)計(jì)技術(shù)，針對(duì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
　　本文以某型先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，將其軸對(duì)稱(chēng)噴管改形設(shè)計(jì)為圓轉(zhuǎn)矩形二元噴管(收斂段采用圓轉(zhuǎn)矩形過(guò)渡段，擴(kuò)張段采用矩形擴(kuò)張段)，針對(duì)其關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)（擴(kuò)張段長(zhǎng)度、擴(kuò)張角、出口寬高比以及過(guò)渡段型面）對(duì)噴管氣動(dòng)與紅外輻射特性的影響進(jìn)行研究，并

2、進(jìn)一步針對(duì)圓轉(zhuǎn)矩形噴管相對(duì)于軸對(duì)稱(chēng)噴管容易出現(xiàn)的涵道比增大的現(xiàn)象進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)圓轉(zhuǎn)矩形噴管型面優(yōu)化設(shè)計(jì)有效減小了其對(duì)噴管涵道比的影響。
　　論文利用FLUENT軟件進(jìn)行，數(shù)值分析了5種不同擴(kuò)張段長(zhǎng)度、5種不同擴(kuò)張角以及5種不同過(guò)渡型面的圓轉(zhuǎn)矩形收擴(kuò)噴管模型。分析得到噴管圓轉(zhuǎn)矩形過(guò)渡段內(nèi)部，從亞音速流動(dòng)到超音速流動(dòng)的過(guò)程中，不同軸向截面上氣流流動(dòng)特征以及沿軸向的氣流參數(shù)變化特點(diǎn)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，在噴管內(nèi)

3、部流動(dòng)中，隨著軸向距離的增大，噴管寬邊與窄邊擴(kuò)張與收縮效果增強(qiáng)，二次流流動(dòng)與微團(tuán)自轉(zhuǎn)增強(qiáng)，這種作用傳遞到噴管出口，使得主流與外流摻混也逐漸增強(qiáng)。
　　隨著噴管長(zhǎng)度增加，氣流穩(wěn)定性增強(qiáng)，推力系數(shù)有所增加，同時(shí)，尾噴流出口溫度脈動(dòng)減弱，高溫區(qū)長(zhǎng)度較大，紅外輻射較強(qiáng)。
　　在本文研究條件下，噴管擴(kuò)張角變化對(duì)尾噴流氣動(dòng)與紅外特征影響較小。
　　本文研究了4種圓轉(zhuǎn)矩形過(guò)渡型面變化對(duì)涵道比的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)，采用先急后緩的型面面積變