二元收擴噴管幾何參數(shù)對氣動與紅外隱身特性影響數(shù)值研究.pdf

1、隨著紅外探測技術(shù)的發(fā)展，飛行器紅外隱身要求逐漸提高，對排氣裝置的紅外抑制要求也逐漸提高，本文針對發(fā)動機排氣裝置，立足于低紅外特征的圓轉(zhuǎn)矩形二元收擴噴管設(shè)計技術(shù)，針對主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響進行數(shù)值模擬研究。
　　本文以某型先進發(fā)動機為基礎(chǔ)，將其軸對稱噴管改形設(shè)計為圓轉(zhuǎn)矩形二元噴管(收斂段采用圓轉(zhuǎn)矩形過渡段，擴張段采用矩形擴張段)，針對其關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)（擴張段長度、擴張角、出口寬高比以及過渡段型面）對噴管氣動與紅外輻射特性的影響進行研究，并

2、進一步針對圓轉(zhuǎn)矩形噴管相對于軸對稱噴管容易出現(xiàn)的涵道比增大的現(xiàn)象進行研究，通過對圓轉(zhuǎn)矩形噴管型面優(yōu)化設(shè)計有效減小了其對噴管涵道比的影響。
　　論文利用FLUENT軟件進行，數(shù)值分析了5種不同擴張段長度、5種不同擴張角以及5種不同過渡型面的圓轉(zhuǎn)矩形收擴噴管模型。分析得到噴管圓轉(zhuǎn)矩形過渡段內(nèi)部，從亞音速流動到超音速流動的過程中，不同軸向截面上氣流流動特征以及沿軸向的氣流參數(shù)變化特點，為優(yōu)化設(shè)計提供了基礎(chǔ)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，在噴管內(nèi)

3、部流動中，隨著軸向距離的增大，噴管寬邊與窄邊擴張與收縮效果增強，二次流流動與微團自轉(zhuǎn)增強，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。
　　隨著噴管長度增加，氣流穩(wěn)定性增強，推力系數(shù)有所增加，同時，尾噴流出口溫度脈動減弱，高溫區(qū)長度較大，紅外輻射較強。
　　在本文研究條件下，噴管擴張角變化對尾噴流氣動與紅外特征影響較小。
　　本文研究了4種圓轉(zhuǎn)矩形過渡型面變化對涵道比的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)，采用先急后緩的型面面積變