1 南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室，江苏 南京 210016
2 中航工业沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015
为研究湍流脉动对高温燃气圆射流红外辐射强度的影响，利用大涡模拟方法计算了高温圆射流流场的温度和组分浓度等的瞬时值和平均值，在此基础上分别采用平均温度?辐射法和瞬时温度?辐射法计算了射流场的红外辐射特性。计算结果表明：瞬时温度?辐射法计算的平均光谱辐射强度、平均积分辐射强度和平均辐射亮度均高于平均温度?辐射法计算的结果；湍流脉动越大，掺混区越厚，两种方法的计算结果之间的差值以及射流场红外辐射的脉动幅值均越大，其中射流高温核心区尾缘附近是受湍流影响最强的区域；两种方法计算的平均红外辐射亮度之间的差值沿着径向逐渐降低。对于Re=86 000，环境温度与进口温度之比为0.35的圆射流，在90°探测方向上，瞬时温度?辐射法计算的总的平均积分辐射强度比平均温度?辐射法的计算结果高23.6%左右。
红外辐射特性 湍流脉动 高温圆射流 IR radiation characteristics turbulent fluctuations high temperature round jet flow 红外与激光工程
2020, 49(8): 20200030
南京航空航天大学能源与动力学院, 江苏 南京 210016
通过改变外涵流量, 实验研究了涵道比 0.3和 1时, 相同结构的二元俯仰矢量排气系统几何偏转 0°、10°、20°三种模型下壁面温度与红外辐射特征分布。结果表明: 涵道比 1相对涵道比 0.3时, 排气系统火焰稳定器下游壁面温度具有较大降幅, 隔热屏、收敛段、侧壁、扩张段壁面温度分别降低 170 K、317 K、227 K和 153 K; 涵道比 0.3时, 随着几何偏角增大, 排气系统红外辐射强度增大, 最大增幅 70.2%; 但涵道比 1时, 正好相反, 随着几何偏角增大, 排气系统红外辐射强度下降, 最大降幅 65%。涵道比增大, 排气系统红外辐射特征下降, 几何偏转 0°、10°、20°时, 正尾向分别降低 33.3%、42.1%、60.9%。
二元俯仰喷管 涵道比 矢量偏转 红外隐身 2D-CD nozzle bypass ratio vector deflection infrared stealth
南京航空航天大学 能源与动力学院, 江苏 南京 210016
为了研究波瓣混合器对排气系统红外特性的影响, 设计了波瓣数分别为12、15、18的波瓣混合器双S形二元排气系统, 通过数值计算研究了波瓣数对排气系统红外抑制效果的影响, 并与相应的环形混合器双S形二元排气系统对比。研究结果表明, 随着波瓣数的增加, 排气系统的推力略微升高, 最大差值在0.1%以内; 波瓣数越少, 排气系统内、外涵气流的热混合度越高, 尾喷流的最高温度和红外辐射强度越低, 波瓣数由18减少到12时, 喷流辐射强度最大降低了18.1%; 相比环形混合器双S形二元排气系统, 在侧向和下方探测面上纯喷流辐射的90°方位角, 三种波瓣数的波瓣混合器双S形二元排气系统辐射强度分别降低了20.9%和26.9%以上。因此, 为了得到更好的红外抑制效果, 建议使用较少波瓣数的波瓣混合器。
波瓣混合器 双S形二元喷管 红外辐射 波瓣数 lobed mixer serpentine 2-D nozzle infrared radiation lobe number 红外与激光工程
2017, 46(2): 0204004
