挡板构型对直升机红外抑制器气动与红外辐射特性影响研究

设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件，同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温，以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分布的影响。结果表明:与无挡板结构(Case0)相比较，挡板结构将二元引射喷管的引射系数提高115%，红外抑制器的热混合效率增加273%，但红外抑制器总压恢复系数降低7%，红外抑制器3~5 μm波段壁面和气体辐射强度峰值分别降低46%和72%。与单层弓形挡板(Case1)结构相比，设计较优的双层弓形挡板(Case3)可以引射环境冷气，引射系数达到0.1左右，并将其冷端表面平均温度从638 K降低到415 K，红外抑制器3~5 μm波段壁面辐射强度峰值降低84%，气体辐射强度峰值降低80%。总体来看，弓形挡板冷端表面温度受双层弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口附近的回流冷气三者共同影响。     

外涵空气- 燃油双工质换热器燃油管结构流动换热特性研究

针 对 涡 扇 航 空 发 动 机 外 涵 和 引 气 的 实 际 气 动 参 数 ，以 及 燃 油 流 量 等 参 数 ，通 过 数 值 模 拟 研 究 了双 工 质 换 热 器 内 燃 油 管 数 目 、直 径 和 截 面 形 状 对 燃 油 和 引 气 流 动 换 热 性 能 的 影 响 。 研 究 结 果 表 明 ，在 设 定的 参 数 范 围 内 ，增 加 燃 油 管 数 目 能 够 在 有 效 地 提 高 整 体 换 热 效 果 的 同 时 ，降 低 燃 油 流 动 阻 力 ；燃 油 管 总 流 通截 面 积 是 影 响 燃 油 流 动 阻 力 的 主 要 因 素 ，当 燃 油 管 流 通 截 面 积 相 同 ，燃 油 管 数 目 的 变 化 不 会 影 响 燃 油 流 动压 降 ；燃 油 管 流 通 截 面 积 相 同 ，管 型 对 燃 油 流 动 压 降 影 响 很 小 ，但 就 换 热 性 能 而 言 ，跑 道 形 管 道 换 热 效 果 最好 ，椭 圆 形 管 次 之 ，圆 形 管 最 差 。     

直升机后机身内埋式红外抑制器隐身性能分析

为了降低直升机的红外辐射特征,针对直升机后机身内埋式的红外抑制器,采用数值模拟的方法较为系统地研究了红外抑制器排气出口形状、旋翼下洗气流速度以及机身蒙皮发射率等因素对红外辐射特性的影响.研究发现:混合管波瓣出口与矩形出口相比,喷流核心区温度大幅度降低,采用波瓣出口混合管,喷流在3～5 μm波段的红外辐射强度降低了10％...     

混合管结构参数对抑制器气动和红外辐射影响

采用数值模拟的方法,研究了混合管出口宽高比以及混合管出口掺混距离对红外抑制器整体气动性能和红外辐射特性影响,在研究参数范围内得到如下结论:相对于椭圆出口的混合管,矩形出口混合管的引射系数显著增加,且垂直方向3~5 m红外辐射强度峰值降低10.7%;随着矩形出口宽高比从2.2增大到4.6,抑制器总引射系数增大,而总压恢复系数几乎不变;延长混合管出口掺混距离,有助于提高抑制器引射能力,且压力损失几乎没有增加;无论是增加混合管出口宽高比还是增加出口掺混距离,红外抑制器水平方向和垂直方向3~5 m波段红外辐射强度都呈现逐渐减小趋势。     

前缘凸脊倾斜气膜冷却效果

为了研究前缘凸脊结构对气膜冷却的影响规律,设计3种不同堵塞比的凸脊模型,研究气膜冷却效率随吹风比、堵塞比的变化规律,并运用数值模拟方法分析再附区域的流场分布.研究结果表明,与典型的圆柱形气膜孔相比,前缘凸脊的存在可以使气膜冷却效率提高130%以上;前缘凸脊在大吹风比下的作用更加明显;堵塞比B为0.21时气膜冷却效率最高;数值模拟结果与试验结果吻合得较好;在特定范围内,吹风比的增大或凸脊堵塞比的增大有利于提高气膜再附区域的展向覆盖,进而提高气膜冷却效率.     

压电驱动狭缝喷口自耦合射流流动特征研究

采用实验和数值模拟相结合的方法对自耦合射流的流动特性进行了研究。研究结果表明：在紧邻喷口的法向距离内，涡对周期性地生成、破碎和融合，在某个法向距离上形成较为稳定的连续性射流；自耦合射流在发展过程中呈现出在短轴方向急剧扩展，而在长轴方向先向内汇聚、再向外发展的特征；自耦合射流的速度分布与常规射流的速度分布相比，两者在喷口水平方向上均呈现比较规律的速度自模的特征，但在喷口长轴方向，接近喷口的位置速度分布呈现明显的对称马鞍状，随着离喷口法向距离的增加，这种马鞍状的分布逐渐消失。     

太阳辐射对直升机整机红外辐射特性影响的数值研究

太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用，从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型，综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热，耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流，以时刻、季节、直升机朝向为变量，计算分析太阳辐射对直升机8～14μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明：夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上，局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8～14μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状，其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面，太阳辐射对8～14μm波段红外辐射强度增强作用越显著，最高可达25%。以冬季为基准，秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外，其他季节的机身两侧8～14μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性，春、秋两季两侧相差在5%左右，冬季在6.5%左右。整体上，夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8～14μm波段红外辐射强度分布影响较小。     

直升机排气系统红外抑制器的模型实验研究

对直升机排气系统红外抑制器进行了一系列的模型试验研究，旨在分析引射混合和遮挡隔热对降低目标红外辐射特征的作用机制和抑制效果，并对缩比模型的红外辐射相似关系进行探讨．结果表明：(1)引射冷气掺混具有降低排气温度和混合管壁面温度的双重作用，其降温效果在大引射流量比下非常显著；当遮挡间距大干20mm，遮挡隔热可以使遮挡罩壁温接近于环境温度．(2)引射混合对总体红外辐射强度抑制约85％；在此基础上进行隔热遮挡可以再抑制10％．(3)在保持主流速度、温度和压力均相同的条件下，不同缩比模型的辐射亮度基本相当；红外辐射强度基本上与模型的几何模化比平方成正比．     

突片射流传热和混合特性的研究进展

介绍了突片对传热和混合特性的影响,综合论述国内外突片射流传热和混合特性实验研究以及数值模拟的发展与现状.分析了突片激励作用下流向涡的产生和发展现状、突片对下游流场核心区的影响和喷嘴出口速度变化的特点,揭示了突片对传热和混合效果增强的机理.     

燃气中颗粒在换热表面沉积特性

研究Stokes数对颗粒在换热器壁面捕获及沉积的影响,采用欧拉-拉格朗日方法及El-Batsh和Haselbacher提出的粒子沉积模型模拟稀疏气固两相流,讨论了颗粒横掠受热表面的沉积分布。结果表明:不管是改变粒径还是改变流速导致的St数变化,对颗粒沉积特性都有影响;St数减小,圆管周向的颗粒沉积量增加,沉积区域增大且分布均匀;St数减小到一定程度,顺叉排管束对沉积影响的区别减小。