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。

通过模型实验和数值计算相结合的方法研究了带波瓣混合器的涡扇发动机排气系统的红外辐射特性, 并与相应的环形混合器排气系统对比。研究结果表明: 波瓣混合器可以有效的增强内、外涵气流的掺混作用, 降低尾喷流的温度,从而降低喷流红外辐射; 相比环形混合器排气系统, 波瓣混合器排气系统红外辐射强度在喷管正后方0°方位降低9%以上, 在侧向90°方位降低39%以上; 轴对称喷管壁面的低发射率高反射率对排气系统内部高温部件辐射的反射作用强烈, 对排气系统在40°~70°方位角的红外抑制效果不利, 因此, 对于涡扇发动机自身温度较低的喷管壁面, 建议使用高发射低反射特性的材料或涂层, 以增加排气系统的红外抑制效果。

采用CFD和IR综合计算分析的方法，研究了不同结构参数的二元弯曲混合管对红外抑制器性能的影响。计算结果表明：与矩形出口的二元弯曲混合管相比，波瓣型面的混合管出口增加了排气出口周长，依靠粘性和剪切力的作用实现剪切混合，二次引射能力增强，抑制器整体引射性能最大提高了19.2％。同时，混合管壁面温度也显著降低，抑制器垂直方向上3~5 μm波段的红外辐射强度峰值最高降低了13.3％；在波瓣瓣高一定时，随着波瓣数增加，红外抑制器整体引射系数先增大后减小，而总压恢复系数先减小后增大；在波瓣瓣宽一定时，随着瓣高增加，红外抑制器引射系数逐渐增大，而总压恢复系数逐渐减小，辐射强度峰值最大降低了11.6％。