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直升机红外抑制器红外辐射特性的数值研究和实验验证

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红外与毫米波学报 2006年第2期25卷 95-100页

作者：单勇张靖周李立国南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

对波瓣喷管-弯曲混合管构成的直升机红外抑制器内空气动力学特性和红外辐射特性进行了数值研究,在计算过程中,有机地将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差15%左右... 详细信息

对波瓣喷管-弯曲混合管构成的直升机红外抑制器内空气动力学特性和红外辐射特性进行了数值研究,在计算过程中,有机地将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差15%左右,且红外辐射强度空间分布规律一致;通过对不同缩比模型的数值计算,揭示了模化比对壁面及羽流的红外辐射特性的影响规律.计算结果符合物理过程本质.

关键词：红外抑制器红外辐射数值计算逆向蒙特卡罗法

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直升机排气系统红外抑制器的模型实验研究

红外与毫米波学报 2005年第2期24卷 125-129页

作者：张靖周李立国高潮南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

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... 详细信息

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;当遮挡间距大于 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.

关键词：红外抑制器排气系统直升机实验研究红外辐射强度红外辐射特征缩比模型试验研究抑制效果作用机制双重作用壁面温度排气温度冷气掺混相似关系降温效果环境温度主流速度辐射亮度遮挡引射隔热混合管流量比

模化比对直升机用红外抑制器红外辐射特性的影响

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航空动力学报 2008年第2期23卷 221-226页

作者：单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

对波瓣喷管-弯曲混合管构成的直升机用红外抑制器壁面和尾焰的红外辐射特性进行了一系列的数值研究,旨在将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来综合分析抑制器红外辐射特性,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验... 详细信息

对波瓣喷管-弯曲混合管构成的直升机用红外抑制器壁面和尾焰的红外辐射特性进行了一系列的数值研究,旨在将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来综合分析抑制器红外辐射特性,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差15%左右,且红外辐射强度空间分布规律一致;通过对不同缩比模型的数值计算,揭示了模化比对壁面及尾焰的红外辐射特性的影响规律:(1)几何相似的红外抑制器在主流入口速度、温度相同时,壁面红外辐射强度与几何模化比的2次方成正比;(2)尾焰红外辐射强度与几何模化比的2.32次方成正比.

关键词：航空、航天推进系统红外抑制器红外辐射数值计算逆向蒙特卡罗法模化比

二元弯曲混合管出口结构参数对红外抑制器气动和辐射特性的影响

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红外与激光工程 2015年第6期44卷 1704-1711页

作者：陈庚谭晓茗单勇张靖周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

采用CFD和瓜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... 详细信息

采用CFD和瓜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3～5μm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％。

关键词：红外抑制器两级引射二元弯曲混合管波瓣混合器引射系数总压恢复系数红外辐射强度

直升机红外抑制器遮挡罩间距对红外辐射特性的影响

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航空动力学报 2009年第7期24卷 1493-1499页

作者：王同辉王先炜张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国直升机设计研究所景德镇333001

运用CFD/IR(computational fluid dynamics/infrared)数值模拟的方法,研究了直升机红外抑制器遮挡罩不同遮挡间距对红外辐射特性的影响.计算结果表明:相对未加装遮挡罩的红外抑制器,加装遮挡罩后红外辐射强度在水平面和铅垂面下方可以削... 详细信息

运用CFD/IR(computational fluid dynamics/infrared)数值模拟的方法,研究了直升机红外抑制器遮挡罩不同遮挡间距对红外辐射特性的影响.计算结果表明:相对未加装遮挡罩的红外抑制器,加装遮挡罩后红外辐射强度在水平面和铅垂面下方可以削弱90%以上;随着遮挡间距的增加,遮挡罩外露壁面的温度呈现单调降低的趋势;在研究的三种遮挡间距(5,10,35 mm)下,10 mm遮挡间距的红外抑制效果更为优越.

关键词：武装直升机红外抑制器遮挡罩红外辐射数值计算

分流喷管出口构型对红外抑制器性能影响的数值和实验研究

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 58-70页

作者：杜家栋单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室江苏南京210016

在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的... 详细信息

在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的引射系数略微降低、总压恢复系数降低,中间混合管出口排气温度峰值却降低了65.1 K,同时降低了混合管上下方区域的壁面温度,但造成混合管中后段外侧壁面局部区域温度升高;外扩张角为0的波瓣出口结构(Lobe_2)增加引射系数3.8%,总压恢复系数与Lobe_1结构基本相当,中间混合管出口排气温度峰值也降低了62.8 K,尤其是其降低混合管壁面温度的效果最佳;分流喷管出口突片结构(Tab)增加引射系数10.6%,但总压恢复系数降低0.7%,同时,内侧混合管出口排气平均温度降低19.3 K,混合管壁面降温效果相对较差。总体来看,波瓣和突片结构都起到增强引射、强化混合的作用,尤其是波瓣出口结构(Lobe_2)对降低抑制器总体红外辐射效果最好,在3~5μm波段的红外辐射强度最大可降低21%;在8~14μm波段,其红外辐射强度最大可降低15%。

关键词：红外抑制器分流喷管引射系数红外辐射气动性能

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排气系统与尾机身一体化红外抑制器实验分析

航空动力学报 2007年第2期22卷 233-237页

作者：唐正府张靖周王先炜刘强南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国直升机设计研究所景德镇333001

利用地面模拟实验件对排气系统与尾机身一体化红外抑制器模型进行了实验研究,旨在分析引射混合与旋翼下洗对降低排气温度和目标的红外辐射特征的效果.结果表明,通过波瓣喷管引射周围空气与主流燃气掺混冷却,可以使高温燃气温度降低至少5... 详细信息

利用地面模拟实验件对排气系统与尾机身一体化红外抑制器模型进行了实验研究,旨在分析引射混合与旋翼下洗对降低排气温度和目标的红外辐射特征的效果.结果表明,通过波瓣喷管引射周围空气与主流燃气掺混冷却,可以使高温燃气温度降低至少50%;利用旋翼下洗气流吹散热排气,冷却尾机身模型壁面,可以使模型壁面及尾焰在3-5μm和8-14μm的红外辐射强度分别降低39%和33%.另外,简单的增大波瓣喷管的尺寸并不能够有效提高引射流量,反而会使引射系数有所降低.

关键词：航空航天推进系统红外抑制器波瓣喷管旋翼下洗引射系数

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直升机红外抑制器两种进气方式下的实验研究

推进技术 2007年第3期28卷 257-260页

作者：唐正府张靖周南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

利用地面模拟试验件通过实验比较分析了两种进气方式对红外抑制器性能的影响。为了模拟直升机前飞和悬停两种状态,在模型上端开口,分别引入旋翼下洗气流和前端进气,对比分析了这两种状态下模型壁面温度和红外辐射强度的大小。结果表明... 详细信息

利用地面模拟试验件通过实验比较分析了两种进气方式对红外抑制器性能的影响。为了模拟直升机前飞和悬停两种状态,在模型上端开口,分别引入旋翼下洗气流和前端进气,对比分析了这两种状态下模型壁面温度和红外辐射强度的大小。结果表明：引入速度为18 m/s的旋翼下洗气流使得模型壁面内外两侧均受到冷却气膜的保护,从而使壁面温度降低了36%;同时再引入流量为0.2 kg/s的前端进气,可使红外抑制器模型在3～5μm和8～14μm的红外辐射强度分别降低为原来的11%和28%。

关键词：直升机红外抑制器前向进气^+,旋翼下洗^+

一体化红外抑制器排气出流对其气动和红外辐射特性的影响

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 68-82页

作者：文星耀张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室江苏南京210016

经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分... 详细信息

经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分布的变化规律。仿真结果表明:模拟的前飞来流与排气出流相互作用后会造成局部排气不畅,前飞来流甚至倒灌入红外抑制器内,从而引起抑制器壁面局部高温,增加了抑制器整体红外辐射强度;改变排气角度可将之改善,且存在气动和红外辐射特性兼顾的最佳角度。前飞来流速度从15 m/s提高到55 m/s,抑制器内部高温壁面温度降低,抑制器红外辐射强度峰值在3~5μm波段降低约50%,在8~14μm波段降低约20%。红外抑制器的下洗气流进口加装弯曲导流片可以对内部混合管高温壁面进行遮挡,有效降低顶部视角的红外辐射强度。最佳排气角度下,利用排气下游隔板的遮挡,正对抑制器排气出口方向(底部视角)上的3~5μm和8~14μm波段红外辐射峰值分别降低约50%和33%。

关键词：红外抑制器波瓣喷管总压恢复系数红外辐射引射系数旋翼下洗