舰船排气羽流红外辐射特性计算研究

舰船动力系统的高温排气羽流是舰船红外辐射的重要来源之一,通过建立基于CFD数值方法的排气羽流流场分布模型和基于窄带模型C-G近似方法的高温排气红外辐射模型,重点研究了合成风速对排气羽流流场和红外辐射的影响。仿真结果表明:合成风速的大小对排气羽流的形状及辐射分布区域影响显著,合成风速增加一倍的情况下,排气羽流在中波红外谱段平均辐射强度降低了48.1%。也对计算模型可能产生偏差的物理因素进行了初步分析,如不完全燃烧产生的碳粒子对羽流红外辐射传输有显著影响。     

基于理论解析方法的高真空羽流流动及红外辐射研究

高真空羽流指空间目标上火箭发动机在高真空环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。这种急剧膨胀的羽流会对空间目标产生冲击、侵蚀,其产生的辐射特性已应用于空间目标的探测、识别。基于无碰撞的自由分子流理论模型对高真空羽流的流场进行了快速预测分析方法研究,获得了高真空羽流的膨胀、扩散分布特性,得到了符合认识的流动规律结果,在计算得到高真空羽流流动参数的基础上,采用佛奥特线型函数描述稀薄气体的展宽,结合逐线积分法+视在光线法计算得到高真空羽流的辐射特性。研究结果表明:高真空羽流的轮廓特性及扩散分布是由喷管出口的点源强度所决定的,点源强度越强,羽流扩散的越厉害,同时轴线上无量纲的密度、温度越高;喷管出口温度相同时,高真空羽流辐射强度随点源增加而增强;出口速度相同时,羽流辐射强度随点源增加而减小;在点源强度相同时,羽流辐射强度与推力正相关。