横向射流对发动机尾喷流掺混和红外抑制特性的影响研究

作     者：王治国 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张勃

授予年度：2022年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：横向射流 红外抑制 飞机后体 预旋 强化掺混 

摘      要：航空发动机的尾喷流红外特性是现代战机设计中的一个重要因素,横向射流作为一种高效低阻的红外抑制手段,引起了学者们的广泛关注和研究。本论文基于商业软件,建立不同横向射流与尾喷流掺混模型,对其强化掺混与红外抑制特性进行了研究。分析了横向射流布置形式,入射角度,旋流,频率特征以及与尾喷流的频率耦合优化等对尾喷流红外辐射特征的影响规律。研究表明,采用对称布置双扁平孔模型能增强与尾流场的流动掺混,抑制其红外辐射特征。与尾喷流来流方向所夹为钝角的横向射流诱导产生的截面涡向尾喷流中心靠拢,吸引环境冷流参与流场的掺混降温。旋流的形成有利于增强对冷流的卷吸,降低尾喷流核心区长度,提高红外抑制效果。研究也表明,当脉冲横向射流振幅增大时,对尾喷流的红外抑制效果增强。研究发现,当频率太低或太高时,射流诱导产生的涡流在时间和空间分布上不利于促进与尾喷流的强化掺混。在横向射流频率与主流频率接近时,横向射流的掺混效果增强。结合飞机后体,研究了Ma=0.8的飞行状态下横向射流对尾喷流流动掺混和红外辐射特征的影响。结果表明飞机来流使尾喷流长度增大,红外辐射特征增强。且由于横向射流的影响,飞机后体的静压有所降低,后体阻力有一定的增大。