改型对剑形深波谷交变波瓣喷管射流掺混的作用

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1、2014年10月北京航空航天大学学报October2014第40卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．10改型对剑形深波谷交变波瓣喷管射流掺混的作用盛志强黄沛霖姬金祖+王英(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：结合现有交变波瓣喷管的特点对基准波瓣喷管进行处理，设计了一种新型交变波瓣喷管——剑形深波谷交变波瓣喷管．采用数值方法研究了扇形处理和斜切处理对剑形深波谷交变波瓣喷管射流掺混的作用

2、．结果显示，随着扇形处理和斜切处理各自改型程度的增加，波峰尾流区掺混速度变快，而核心区主流完全掺混所需距离略有增加．斜切处理促进掺混能力优于扇形处理，扇形处理后引射能力和流动损失基本不变，斜切处理后引射能力和流动损失稍有减小．计算结果还表明流向涡的形态对掺混效率的影响大于流向涡的强弱．关键词：射流掺混；交变波瓣；扇形处理；斜切处理；数值模拟中图分类号：V231．3；V211．3文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)10—1417-07Effects‘ofmodificationonjetm

3、ixingofswordalternatinglobednozzleShengZhiqiangHuangPeilinjiJinzu+Wangring(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Anovellobednozzlenamedasswordalternatinglobednozzlewasdesigned，co

4、mbinedwiththecharacteristicsoftheexistingalternatinglobednozzlestomodifythebaselinelobednozzle．Theeffectsofscal-lopingandscarfingonjetmixingofswordalternatinglobednozzlewereinvestigatedbynumericalmethod．Theresultsshowthatwhenthedegreeofscallopingorscarfin

5、genhanced，themixinginthedownstreamregionofthelobepeakisaccelerated，howeverthecenterprimaryflowneedsalongishjourneytobemixed．Scarfinghasmorecapacityonpromotingmixingthanscalloping．Pumpingperformanceandflowlosschangelittlewithscallopingwhereasdecreaseslight

6、lywithscarfing．Theresultsalsoindicatethattheformofstreamwisevorticeshashigherinfluenceonmixingefficiencycomparedwiththeintensityofstreamwisevortices．Keywords：jetmixing；alternatinglobes；scalloping；scarfing；numericalsimulation波瓣喷管射流掺混效率高，引起的流动损失小¨J，用于航空发动机排

7、气系统可增加推重比、降低油耗心]、抑制噪声¨1和红外辐射Ho．大量研究表明扇形处理可提高波瓣喷管掺混性能∞“1，斜切处理在促进掺混的同时能够减小流动损失¨”“。，而波谷深浅交替排列的交变波瓣喷管¨2。”o相比常规波瓣喷管扇形处理在某些方面如噪声抑制上更为优异¨3

8、．因此，结合现有交变波瓣喷管¨2。151的特点对基准波瓣喷管进行处理，设计了一种新型波瓣喷管——剑形深波谷交变波瓣喷管．本文将研究扇形处理和斜切处理对剑形深波谷交变波瓣喷管射流掺混的作用，以期进一步提高其掺混性能．1几何模型图1所示为引射混合模型

9、，图中波瓣喷管为基准波瓣喷管(BLN，BaselineLobedNozzle)．喷管入El为环形截面，内圆直径210mm，外圆直径400mm．喷流绕流整流锥由环形截面过渡到圆形截面，整流锥长262．5mm．波瓣外瓣角12．1。，内瓣角12．90，喷管出El距喷管入口截面600mm，当收稿日期：2013-11-05；网络出版时间：2014-03-1814：39；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0