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几何参数对S弯喷管红外辐射特性的影响 被引量:6
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作者 程稳 周莉 +2 位作者 王占学 孙啸林 史经纬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1974-1985,共12页
为了深入理解和掌握S弯喷管的红外辐射特性,采用数值模拟的方法着重研究了轴向长度比和中心线变化规律这两个几何参数对S弯喷管红外辐射特性的影响。结果表明,S弯喷管在水平探测面上的燃气红外辐射强度比垂直探测面上的低61.1%。同时,... 为了深入理解和掌握S弯喷管的红外辐射特性,采用数值模拟的方法着重研究了轴向长度比和中心线变化规律这两个几何参数对S弯喷管红外辐射特性的影响。结果表明,S弯喷管在水平探测面上的燃气红外辐射强度比垂直探测面上的低61.1%。同时,在垂直探测面上,下方的壁面红外辐射强度高于上方的。轴向长度比和中心线不同的S弯喷管,总红外辐射强度的变化在2.2%~6.3%。虽然S弯喷管轴向长度比和中心线变化规律对喷管性能有显著的影响,但其对红外辐射特性的影响较小。因此,仅从红外辐射的角度,在S弯喷管的设计过程中轴向长度比和中心线变化规律可不作为主要考虑因素。 展开更多
关键词 S弯喷管 红外抑制 红外辐射特性 排气系统
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CMC S弯喷管材料-结构多尺度优化设计研究
2
作者 戎乐 黄盛 +3 位作者 杨晗 姜卓群 周莉 王占学 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期194-204,共11页
S弯喷管作为大尺寸薄壁结构,在多场耦合作用下有着复杂的整体和局部刚度特性。本文针对S弯喷管变形特征,提出一种基于陶瓷基复合材料(CMC)的S弯喷管连续筋条加强结构,可以有效抑制S弯喷管的整体变形和局部变形。与GH4169合金相比,CMC材... S弯喷管作为大尺寸薄壁结构,在多场耦合作用下有着复杂的整体和局部刚度特性。本文针对S弯喷管变形特征,提出一种基于陶瓷基复合材料(CMC)的S弯喷管连续筋条加强结构,可以有效抑制S弯喷管的整体变形和局部变形。与GH4169合金相比,CMC材料可以降低S弯喷管45.31%的变形量,同时减重62.77%,在此基础上,采用连续筋条加强结构可以进一步降低CMC S弯喷管43.15%的变形量。基于代理模型和差分进化算法,以CMC材料筋条加强S弯喷管的结构质量为目标,以CMC材料细观编织结构中的经/纬纱比例以及喷管宏观结构中的分区域壁厚和加强筋尺寸为优化变量,开展了材料-结构多尺度优化,在相同的刚度指标要求下进一步优化减重26.21%。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 S弯喷管 筋条加强结构 变形抑制 多尺度优化
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S弯喷管与飞机后机身一体化构型红外辐射特性研究
3
作者 是介 周莉 +1 位作者 史经纬 王占学 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期80-93,共14页
为研究采用S弯喷管翼身融合飞行器的红外辐射特性,本文采用离散传递法计算了S弯喷管与翼身融合飞机后机身一体化构型的壁面、燃气和总红外辐射强度空间分布特征,实现了一体化构型不同部件的红外贡献度分解,获取了一体化构型的红外成像... 为研究采用S弯喷管翼身融合飞行器的红外辐射特性,本文采用离散传递法计算了S弯喷管与翼身融合飞机后机身一体化构型的壁面、燃气和总红外辐射强度空间分布特征,实现了一体化构型不同部件的红外贡献度分解,获取了一体化构型的红外成像特征。结果表明:S弯喷管与飞机后机身一体化构型的红外辐射主要来自高温部件的壁面辐射,燃气辐射相对较小,总红外辐射分布特征和红外成像特征主要由壁面辐射决定;后机身部分影响了原有S弯喷管的红外辐射特性,总辐射峰值出现在了垂直探测面10°探测角,垂直探测面正负探测范围的积分非对称相对差值达到了56%;后甲板受到高温喷流加热成为一体化构型新的主要辐射源,与S弯喷管壁面共同贡献了95%以上的壁面红外辐射,其中垂直探测面上后甲板的红外贡献度达到了35.6%;红外图像中的高辐射亮度区集中在喷管喉道、喷管侧壁和后甲板;S弯喷管与后机身一体化构型的喷流出现了5°的矢量角,燃气辐射峰值出现在垂直探测面5°探测角处。 展开更多
关键词 S弯喷管 翼身融合 后机身一体化 红外辐射特性 红外成像
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S弯喷管正后向红外辐射特征快速预测模型
4
作者 是介 周莉 +1 位作者 史经纬 王占学 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期241-257,共17页
为了在航空发动机排气系统红外隐身设计初期快速计算不同遮挡特性S弯喷管正后向的红外辐射特征,发展了基于图像法和一维流场模型的S弯喷管红外辐射特征快速预测模型。该模型采用图像法将S弯喷管的几何遮挡关系转化为多层二维图像的像素... 为了在航空发动机排气系统红外隐身设计初期快速计算不同遮挡特性S弯喷管正后向的红外辐射特征,发展了基于图像法和一维流场模型的S弯喷管红外辐射特征快速预测模型。该模型采用图像法将S弯喷管的几何遮挡关系转化为多层二维图像的像素运算,根据可压缩管流和射流理论建立S弯喷管一维流场模型,基于统计窄谱带模型计算燃气吸收发射特征,结合燃气可见区域长度和容积的拟合函数考虑遮挡特性对燃气辐射的影响。通过与离散传递法对比验证了模型的计算效率和准确性。结果表明:快速预测模型可将S弯喷管正后向红外辐射特征计算时长由数小时缩短至秒级,其计算结果与离散传递法在趋势和数值上均吻合较好。不同遮挡特性S弯喷管和不同喷管工况时总红外辐射强度最大相对误差仅为6.5%,壁面和燃气辐射的最大相对误差分别为4.1%和5.2%。快速预测模型针对轴对称和二元喷管也具有良好的泛用性。 展开更多
关键词 S弯喷管 红外辐射 快速预测 图像法 一维流场模型
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异型喷口的多维偏转S弯喷管设计方法
5
作者 孟钰博 史经纬 +2 位作者 周莉 张诣 王占学 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期104-117,共14页
高气动性能、复杂构型的多维偏转S弯喷管气动型面设计是翼身融合布局隐身飞机的关键技术之一。通过改进Lee曲线方法和多参数耦合法,提出了一种异型喷口的多维偏转S弯喷管设计方法,实现了带矢量角的多维偏转S形中心线设计和圆形进口至异... 高气动性能、复杂构型的多维偏转S弯喷管气动型面设计是翼身融合布局隐身飞机的关键技术之一。通过改进Lee曲线方法和多参数耦合法,提出了一种异型喷口的多维偏转S弯喷管设计方法,实现了带矢量角的多维偏转S形中心线设计和圆形进口至异型喷口的截面过渡,可用于常规及空间受限布局下的多维偏转、带矢量角、非对称异型喷口、单/双发布局等多种类型的S弯喷管气动型面设计。基于数值模拟方法和小型涡喷发动机整机实验验证了提出的设计方法,结果表明:基于空间受限布局设计的超紧凑S弯喷管,在临界工况下,流量系数达到0.982,推力系数达到0.989,在超临界工况下,流量系数不小于0.984,推力系数不小于0.992;基于空间受限布局设计的多维偏转S弯喷管,在临界工况下,流量系数达到0.980,推力系数达到0.986,在超临界工况下,流量系数不小于0.981,推力系数不小于0.990;基于双发布局设计的双发S弯喷管,安装发动机后总推力相比原装喷管降低不大于4.58%,具有较好的气动性能。 展开更多
关键词 S弯喷管 非对称异型喷口 多维偏转 气动型面设计 空间受限布局 双发布局
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Optimization for aerodynamic performance of double serpentine nozzles with spanwise offsets using Taguchi-based CFD analysis 被引量:1
6
作者 Xuyong ZHANG Yong SHAN +1 位作者 Jingzhou ZHANG Zhongcheng WU 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第5期1-17,共17页
Serpentine nozzles are widely used in combat aircraft to realize strong stealth characteristics.Based on the layout characteristics within a confined space,a series of double serpentine nozzles with spanwise offsets a... Serpentine nozzles are widely used in combat aircraft to realize strong stealth characteristics.Based on the layout characteristics within a confined space,a series of double serpentine nozzles with spanwise offsets are established.Using computational fluid dynamics and Taguchi method,the influence mechanisms of the Distribution of Area(DA),Distributions of Centerline for the first and second‘S’sections in the Vertical direction(DCV1 and DCV2),and Distribution of Centerline in the Spanwise direction(DCS)are analyzed.The impact of these factors on the total pressure recovery coefficient can be ranked as DA>DCV2>DCS>DCV1,whereas their impacts on the discharge coefficient and axial thrust coefficient can be ranked as DCV2>DCS>DA>DCV1.Considering the statistical significance of these factors,a nozzle in which DA changes rapidly at the exit and DCV1,DCV2,and DCS change rapidly at the entrance gives the best aerodynamic performance.Compared to the worst configuration,the total pressure recovery coefficient,discharge coefficient,and axial thrust coefficient are improved by 1.6%,3.5%and 3.6%,respectively.DA influences the gas flow acceleration in the entire serpentine channel,resulting in different wall shear stress and friction losses.The various centerline distributions influence the gas flow acceleration effects and form complex wave structures in the constantarea extension section,resulting in different local and friction losses. 展开更多
关键词 AERODYNAMICS Analysis of Variance(ANOVA) Computational Fluid Dynamics(CFD) Double serpentine nozzle Spanwise offset Taguchi methods
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超紧凑S弯收扩喷管流动机理及控制方法研究 被引量:5
7
作者 王占学 俞梦哲 +2 位作者 史经纬 周莉 孙啸林 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1718-1724,共7页
基于CFD数值模拟技术,对超紧凑S弯收扩喷管的流动机理进行了研究,并针对流场中出现的流动分离现象,采取吸气的流动控制方法并详细分析了吸气位置、角度及压比对控制效果的影响。结果表明:在喷管第一弯上壁面及第二弯下壁面附近存在局部... 基于CFD数值模拟技术,对超紧凑S弯收扩喷管的流动机理进行了研究,并针对流场中出现的流动分离现象,采取吸气的流动控制方法并详细分析了吸气位置、角度及压比对控制效果的影响。结果表明:在喷管第一弯上壁面及第二弯下壁面附近存在局部加速区域;在喉部法向截面上存在横向涡,第一弯后出现流动分离,形成分离区;在分离区前做吸气控制时,能基本吸除分离区,该位置吸气比为3、吸气角度为45°吸气时控制效果最好,总压恢复系数和推力系数相对原型分别提高约1.08%和3.71%。 展开更多
关键词 S弯喷管 流动机理 流动分离 吸气控制
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后甲板对S弯激波矢量喷管流动特性的影响
8
作者 梁爽 史经纬 王占学 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第1期13-24,共12页
收-扩型S弯激波矢量控制喷管不仅可以显著降低发动机尾部的红外和电磁辐射强度,还可以实现超声速飞机俯仰方向的推力矢量控制,极大地增强了飞机的隐身性和机动性。由于矩形出口需要与后机身融合,通常将下壁面延长作为后甲板,此时喷流的... 收-扩型S弯激波矢量控制喷管不仅可以显著降低发动机尾部的红外和电磁辐射强度,还可以实现超声速飞机俯仰方向的推力矢量控制,极大地增强了飞机的隐身性和机动性。由于矩形出口需要与后机身融合,通常将下壁面延长作为后甲板,此时喷流的偏转规律与对称出口喷流的偏转规律不同。本文采用数值模拟的方法,比较了有后甲板和无后甲板S弯激波矢量控制喷管的流动特性,分别研究了有后甲板S弯激波矢量控制喷管的长度和角度对其性能的影响。结果表明:在某些工况下,上壁面二次流注入所诱导产生的斜激波会被后甲板反射,不利于向下推力矢量角的产生;当后甲板表面没有发生开式分离时,下壁面出口喷流会沿后甲板表面附壁流动,因此后甲板长度或角度的增加会使喷流速度轴线向下偏转。 展开更多
关键词 后甲板 S弯喷管 推力矢量喷管 激波矢量控制 流动特性
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Comprehensive optimization design of aerodynamic and electromagnetic scattering characteristics of serpentine nozzle 被引量:4
9
作者 Yubo HE Qingzhen YANG Xiang GAO 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第3期118-128,共11页
Comprehensive optimization design of serpentine nozzle with trapezoidal outlet was studied to improve its aerodynamic and electromagnetic scattering performance.Serpentine nozzles with different center offsets and dif... Comprehensive optimization design of serpentine nozzle with trapezoidal outlet was studied to improve its aerodynamic and electromagnetic scattering performance.Serpentine nozzles with different center offsets and different ratios of the bases of the trapezoidal outlet were generated based on curvature control regulation.Computational Fluid Dynamics(CFD)simulations have been conducted to obtain the flow field in the nozzle,and Forward-Backward Iterative Physical Optics(FBIPO)method was applied to study the electromagnetic scattering characteristics of the nozzle.Guarantee Convergence Particle Swarm Optimization(GCPSO)algorithm based on Radial Basis Function(RBF)neural network was used to optimize the geometry of the nozzle in consideration of its aerodynamic and electromagnetic scattering characteristics.The results show that the GCPSO method based on RBF can be used to optimize the aerodynamic characteristics of the internal flow and the scattering characteristics of the cavity of the serpentine nozzle with irregular outlet.The optimized model has a higher center offset and a lower ratio of the bases of the trapezoidal outlet after optimization compared to the original model.The optimized model leads to a slight change in aerodynamic performance,with a total pressure recovery coefficient increase of 0.31%and a discharge coefficient increase of 0.41%.In addition,the Radar Cross Section(RCS)decreases also by around 83.33%and the overall performance is significantly improved,with a decrease of the optimized objective function by around 38.74%. 展开更多
关键词 Forward-Backward Iterative Physical Optics(FBIPO) Guarantee Convergence Particle Swarm Optimization(GCPSO) nozzle design Optimization design Radar Cross Section(RCS) serpentine nozzle
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变循环发动机多涵道高隐身排气系统的气动研究
10
作者 吴琼 余祖潮 窦健 《机械制造与自动化》 2020年第1期176-180,共5页
为揭示新型VCE排气系统多模式工作特征,构建了具有高隐身多涵道特征的变循环发动机二元S弯排气系统模型,并对其进行数值仿真。结果表明:单涵道模式下,二元S弯喷管流场呈现特有的二次流流场;多涵道模式结合了引射-混合器与喷管的工作特... 为揭示新型VCE排气系统多模式工作特征,构建了具有高隐身多涵道特征的变循环发动机二元S弯排气系统模型,并对其进行数值仿真。结果表明:单涵道模式下,二元S弯喷管流场呈现特有的二次流流场;多涵道模式结合了引射-混合器与喷管的工作特征。双涵道模式下,S弯喷管流场二次流强度增加,且总压、推力性能随着涵道与主流引射流量比增大而增大;三涵道模式下,随着第三外涵压力增大,喷管总压、推力性能有所降低,且保持在0.6%以内。 展开更多
关键词 VCE工作模式 二元S弯喷管 引射 二次流 气动性能
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一种双S弯二元喷管的红外辐射特性数值研究 被引量:24
11
作者 刘常春 吉洪湖 +1 位作者 黄伟 杨芳芳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1482-1488,共7页
为了降低轴对称排气系统的红外辐射,设计了一种非常规双S弯二元喷管.在CFD计算得到排气系统温度、压力和组分质量分数的基础上,采用反向蒙特卡洛法计算了基准轴对称喷管和双S弯二元喷管的红外辐射特征,并与二元喷管的结果进行了对比.结... 为了降低轴对称排气系统的红外辐射,设计了一种非常规双S弯二元喷管.在CFD计算得到排气系统温度、压力和组分质量分数的基础上,采用反向蒙特卡洛法计算了基准轴对称喷管和双S弯二元喷管的红外辐射特征,并与二元喷管的结果进行了对比.结果表明:双S弯二元喷管能够对排气系统内部的高温部件进行有效遮挡,其强三维流动效应加强了内外涵冷热气流的掺混,在二元喷管的基础上进一步降低了排气系统的红外辐射;随着偏距S的增大,红外抑制效果增加,与轴对称喷管相比在推力损失不大于3%的前提下能够平均降低70%以上的红外辐射. 展开更多
关键词 排气系统 双S弯 二元喷管 红外辐射 数值研究
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基于多参数耦合的S弯隐身喷管设计方法研究 被引量:18
12
作者 孙啸林 王占学 +2 位作者 周莉 史经纬 章叶川 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2371-2375,共5页
本文详细介绍了一种基于多参数耦合的变截面S弯隐身喷管设计方法,所设计的喷管可实现对高温涡轮部件的完全遮挡。针对所设计的双S弯喷管,采用CFD技术对喷管流场进行了数值模拟,计算结果表明:双S弯喷管沿程截面Ma数分布存在明显的不均匀... 本文详细介绍了一种基于多参数耦合的变截面S弯隐身喷管设计方法,所设计的喷管可实现对高温涡轮部件的完全遮挡。针对所设计的双S弯喷管,采用CFD技术对喷管流场进行了数值模拟,计算结果表明:双S弯喷管沿程截面Ma数分布存在明显的不均匀性;在喷管的第一弯转弯背风区及第二弯转弯背风区存在局部高速区域;虽然气流在S弯通道内经过了2道转弯,但在喷管内部未见分离现象;双S弯喷管在两个转弯处附近存在明显的总压损失。 展开更多
关键词 多参数耦合 S弯隐身喷管 设计方法 数值模拟 流动特性
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低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响 被引量:9
13
作者 曹飞飞 吉洪湖 +1 位作者 于明飞 吴开军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期79-87,共9页
为了研究红外低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响,在相同实验工况下,实验测量了3种涂敷方案:(1)仅中心锥涂敷;(2)仅混合器内表面涂敷;(3)中心锥与混合器内表面同时涂敷。下轴对称和S弯二元排气系统壁温和红外辐射特性... 为了研究红外低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响,在相同实验工况下,实验测量了3种涂敷方案:(1)仅中心锥涂敷;(2)仅混合器内表面涂敷;(3)中心锥与混合器内表面同时涂敷。下轴对称和S弯二元排气系统壁温和红外辐射特性。结果表明:涂敷低发射率材料将导致表面温度升高,同时也影响排气系统非涂敷区域的壁面温度分布。高温部件涂敷低发射率材料时,在涂敷区域可被直接探测的角域内,可有效抑制排气系统的红外辐射,但在涂敷区域不能被直接探测的角域内其影响规律因涂敷方案而变,在3种涂敷方案中,S弯二元排气系统仅涂敷混合器内表面,轴对称排气系统中心锥和混合器内表面同时涂敷低发射率材料时整体红外抑制效果最好。 展开更多
关键词 红外隐身 排气系统 低发射率涂层 轴对称收敛喷管 S弯二元喷管
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截面变化类型对双S形二元排气系统性能的影响 被引量:7
14
作者 王丁 吉洪湖 +1 位作者 刘常春 王亚骏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期47-53,共7页
为了研究截面变化类型对双S形二元排气系统性能的影响,基于轴对称排气系统,建立了前急后缓(A1)、缓急相当(A2)、前缓后急(A3)三种过渡截面变化类型的双S形二元排气系统模型,这些模型具有相同的长度、中心线、进口直径、出口面积和宽高比... 为了研究截面变化类型对双S形二元排气系统性能的影响,基于轴对称排气系统,建立了前急后缓(A1)、缓急相当(A2)、前缓后急(A3)三种过渡截面变化类型的双S形二元排气系统模型,这些模型具有相同的长度、中心线、进口直径、出口面积和宽高比,并且对发动机涡轮等部件完全遮挡。采用数值计算研究了截面变化类型对推力及红外特性的影响。研究结果表明:A3,A2,A1型双S形二元排气系统的推力依次降低,与基准轴对称排气系统相比,分别下降了2.7%,3.1%,3.8%;三种排气系统红外辐射强度的空间分布规律基本相似,幅值差异在13.8%之内;与基准轴对称排气系统相比,总体而言,不同截面变化类型的双S形二元排气系统在0°方向红外辐射强度均降低了97%以上,在侧向、上方和下方探测面的90°方向分别降低了66.8%,30.2%和34.1%以上。综合考虑推力及红外特性,前缓后急型过渡截面变化类型的双S形二元喷管是较优的选择。 展开更多
关键词 排气系统 双S弯二元喷管 红外辐射 过渡截面
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S弯收扩喷管流动特性数值研究 被引量:5
15
作者 周莉 孟钰博 王占学 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期103-113,F0002,共12页
为了研究S弯收扩喷管的流动机理,数值模拟了不同喷管落压比(NPR)和S形收敛管道出口面积比(A_(72)/A_(8))对S弯收扩喷管内流动的影响。结果表明:当S弯收扩喷管处于高度过膨胀状态时,随着NPR升高,非对称分离逐渐转变为对称分离,λ型激波... 为了研究S弯收扩喷管的流动机理,数值模拟了不同喷管落压比(NPR)和S形收敛管道出口面积比(A_(72)/A_(8))对S弯收扩喷管内流动的影响。结果表明:当S弯收扩喷管处于高度过膨胀状态时,随着NPR升高,非对称分离逐渐转变为对称分离,λ型激波转变为马赫盘结构,气动性能下降,推力矢量角减小;随着NPR继续上升,激波从喷管内移动到喷管出口边缘,并逐渐转变为膨胀波,气动性能上升,推力矢量角减小至0°后保持不变。在完全遮挡高温部件的低可探测准则的约束下,出口面积比A_(72)/A_(8)的变化主要对S弯收扩喷管收敛段的流动特性产生显著影响,体现在S弯收扩喷管内的局部加速及二次流分布。S弯收扩喷管的气动性能随着A_(72)/A_(8)增大而提高,但当A72/A8增大至1.8时,第一弯管道出口上壁面发生流动分离,气动性能显著下降。 展开更多
关键词 S弯收扩喷管 流动特性 气动性能 喷管落压比 出口面积比
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波瓣混合器对双S形二元排气系统红外特性的影响 被引量:5
16
作者 王丁 吉洪湖 卢浩浩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期139-144,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 波瓣混合器 双S形二元喷管 红外辐射 波瓣数
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长径比和偏径比对双S形二元喷管性能的影响 被引量:5
17
作者 桑学仪 吉洪湖 王丁 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第5期443-449,共7页
通过数值模拟研究了长径比(L/D)和偏径比(S/D)对双S形二元喷管性能的影响,基于轴对称喷管,建立了长径比分别为2、2.5、3和偏径比分别为0.493、0.523、0.553的双S形二元喷管。结果表明:长径比越大推力越大,偏径比越大推力越小;相比基准... 通过数值模拟研究了长径比(L/D)和偏径比(S/D)对双S形二元喷管性能的影响,基于轴对称喷管,建立了长径比分别为2、2.5、3和偏径比分别为0.493、0.523、0.553的双S形二元喷管。结果表明:长径比越大推力越大,偏径比越大推力越小;相比基准轴对称喷管,长径比分别为2、2.5、3的双S形二元喷管推力分别下降了6.31%、3.15%、1.24%,偏径比分别为0.493、0.523、0.553的双S形二元喷管推力分别下降了3.15%、3.66%、4.17%;所有双S形二元喷管红外辐射强度相对基准轴对称喷管均有明显下降,在喷管出口正后方降幅均达到97%以上,全方位角降幅最小值均在30%以上;所有双S形二元喷管红外辐射强度空间分布规律基本相似,幅值差异在15.8%之内。 展开更多
关键词 双S形二元喷管 推力 红外辐射 长径比 偏径比
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出口宽高比对S弯喷管流固耦合特性影响
18
作者 李秋琳 周莉 +2 位作者 孙鹏 史经纬 王占学 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期149-163,共15页
针对涡扇发动机用双S弯喷管,通过串行双向松耦合方法研究了不同出口宽高比对双S弯喷管流固耦合特性的影响。研究结果表明,S弯喷管的结构变形特征主要位于S弯第一弯下游通道及喷管等值段出口上壁面,且随着出口宽高比增加,喷管第一弯下游... 针对涡扇发动机用双S弯喷管,通过串行双向松耦合方法研究了不同出口宽高比对双S弯喷管流固耦合特性的影响。研究结果表明,S弯喷管的结构变形特征主要位于S弯第一弯下游通道及喷管等值段出口上壁面,且随着出口宽高比增加,喷管第一弯下游区域变形量逐渐增大,出口的变形量先增大后减小,S弯喷管上、下壁面的最大变形均出现在S弯第一弯下游区域。由于喷管出口壁面向外膨胀,出口宽高比在耦合作用下相比设计值减小。流固耦合作用对不同宽高比S弯喷管的流场特征与气动性能产生影响,在小宽高比时喷管结构变形后产生的流动分离对喷管下游流动产生较大影响,此时喷管沿轴向向上弯曲角度减小,推力矢量角减小;在大宽高比时喷管沿轴向向上弯曲角度随着出口宽高比增加逐渐增大,推力矢量角增大。当宽高比为2时总压恢复系数降低了0.56%,流量系数降低了2.67%,推力系数降低了0.72%;当宽高比为10时,此时总压恢复系数降低了0.36%,流量系数降低了4.34%,推力系数降低了1.37%。 展开更多
关键词 双S弯喷管 流固耦合 出口宽高比 气动性能 结构变形特征 影响机理
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一种高推力和低红外特征的双S形二元排气系统 被引量:4
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作者 王丁 吉洪湖 黄伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1944-1951,共8页
基于某轴对称排气系统,建立了一种小中段偏径比(S_m/D)、出口偏径比(S_o/D)大于0的双S形二元排气系统模型。该双S形二元排气系统在除了上方探测面0°到20°的角度范围内,所研究的其余方位角均做到了喷管型面对排气系统内部涡轮... 基于某轴对称排气系统,建立了一种小中段偏径比(S_m/D)、出口偏径比(S_o/D)大于0的双S形二元排气系统模型。该双S形二元排气系统在除了上方探测面0°到20°的角度范围内,所研究的其余方位角均做到了喷管型面对排气系统内部涡轮等高温部件的遮挡。通过数值计算研究了双S形二元排气系统的推力和红外特性,并与基准轴对称排气系统进行了对比。结果表明:小中段偏径比和大长径比使双S形二元排气系统避免了推力损失,相比基准轴对称排气系统,该双S形二元排气系统的推力增加了0.2%;双S形二元排气系统的红外辐射强度在侧向探测面上最小,在上方探测面最大;相比基准轴对称排气系统,双S形二元排气系统在0°方位角降低了97%以上,在侧向、上方和下方探测面90°方向分别降低了62.1%、26.1%和34.9%。 展开更多
关键词 排气系统 双S弯二元喷管 红外辐射 推力
原文传递
S弯D形矢量喷管参数化设计及气动特性研究
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作者 王旭飞 杨青真 +2 位作者 贺榆波 向惠敏 张赛乐 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期40-52,共13页
为了满足战机对垂直/短距起降能力的要求,基于曲率控制方法对具有D形出口的S弯喷管进行参数化设计,进而可实现喷管尾段的大角度偏转。随后对不同偏转角、落压比以及设计参数的S弯D形矢量喷管气动特性进行数值模拟,对比并分析了喷管的气... 为了满足战机对垂直/短距起降能力的要求,基于曲率控制方法对具有D形出口的S弯喷管进行参数化设计,进而可实现喷管尾段的大角度偏转。随后对不同偏转角、落压比以及设计参数的S弯D形矢量喷管气动特性进行数值模拟,对比并分析了喷管的气动特性。计算结果显示:无偏转条件下,随着落压比π从1.5增大至3.5,喷管流量系数先增大后平稳,在π=2.5时达到最大值,推力系数先增大后减小,且推力方向为飞行器产生一定的抬头力矩;落压比恒定时,随着偏转角度从0°增大至90°,喷管流量系数、推力系数下降,矢量超前角由负值不断增大至+6°左右;设计参数中预留偏转角对喷管气动性能影响较大,而S弯中心线控制系数对气动性能影响较小。本文提出的S弯D形喷管具有较好的气动性能,小偏转角度下矢量角变化趋势较为一致,亦可通过出口段偏转实现发动机推力的大角度矢量偏转。 展开更多
关键词 垂直/短距起降 S弯D形喷管 参数化设计 气动特性 矢量角
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