某型航空发动机喷管红外辐射特征数值模拟和试验研究

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1、2010正囊36■囊1期V01．36No．1Feb．201044／45某型航空发动机喷管红外辐射特征数值模拟和试验研究邓洪伟1，邵万仁1，周胜田1，刘友宏2【1．沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2．北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100083)邓洪伟(1981)。男。硕士。从事发动机红外隐身及雷达隐身性能研究。1引言目前，红外制导导弹已经成为战斗机生存的最大威胁，人们对现代战斗机红外隐身性能的要求也越来越高。发动机的封闭腔和尾喷流都具有很高的温度，这就使发动机成为红外制导导弹探测的主要目标。发动机红外辐射强度的线性降低会造成飞机生存力指数成倍增

2、大，因此对发动机红外辐射特征的研究十分必要。本文利用自编的红外辐射特摘要：基于N—S方程建立了某型发动机喷管及其喷流流场的数值计算模型，利用辐射传输方程(RTE)积分法编制了红外辐射特征计算程序，得到了此喷管在非加力状态下工作时的红外辐射特征分布。同时利用模型试验测量得到该喷管的红外辐射特征分布。给出了在3．0～5．O斗m光谱范围内的红外辐射特征数值模拟结果和试验测量结果，经比较表明：数值模拟结果和试验测量结果吻合良好。关键词：喷管；喷流；红外辐射特征；航空发动机；数值模拟；试验NumericalSimulationandExperimentalInvesti

3、gationofInfraredRadiationCharacteristicsforanAeroengineExhaustNozzleDENGHong—wdl，SHAOWan—FCHl，ZHOUSheng-tianl，LIUYou—hon矿(1．ShenyangAeroengineResearchInstitute，Shenyangl10015，China；2．SchoolofJetPropulsion，BeringUniversityofAeronauticsandAstronautics，Be面illg100083，China)Abstract：Then

4、umericalmodelsof帆aeroengineexhaustnozzleandi缸jet∥a埘拉磁讹rebuiltbasedon．theNavier-Stokesequations．Theinfraredradiationcharacteristicsoftheexhaustnozzleatlion母erburningconditiontbwl'eobtainedbyi斫aredradi盘ioncharacteristicscalculationprogrozncompiledbytheintegratedmethodoftheRadiationTra

5、nsfer匈uation俾TE)孤infraredradiationcharacteristicsofthemodeledexhaustnozzlewerellr塘a$uredbythe据st．Theresultsofnumericalsimulationandmetlsttrerrtertt加infraredradiationcharacteristicsfortheexhaustnozzle伽tbspectrumrollgeof3．0—5．0gmwere暑西e扎TheresultssJlD球thatthenumericalsimulationareinnc

6、cordwiththemeasurement．Keywords：nozzle；jet；infraredradiationcharacteristics；aeroengine；numericalsimulation；experiment征数值计算软伴13计算了某型航空发动机喷管红外辐射特征。首先建立了流场的数值模拟计算模型，并进行了计算。在流场计算数据基础上，针对该喷管进行了试验研究，测量得到了该喷管模型试验件的方向总红外辐射强度及00一900天顶角范围内的方向2010奄囊36蠢舞1期V01．36No．1Feb．2010红外光谱辐射强度分布。该测量结果成为数值模

7、拟参考的重要数据，也为红外辐射特征数值模拟软件的修正提供了良好的依据。经过数值模拟结果和试验结果的对比后发现，本文所用的红外辐射特征数值模拟软件的计算结果与试验结果吻合合良好，为以后利用该软件对其它发动机喷管的红外辐射特征进行数值模拟提供了保障。2数学模型2．1流场计算模型为了与模型试验结果进行比较，从而分析红外辐射计算软件的精度，流场计算几何模型喷管尺寸与试验模型的尺寸完全一致。因为喷管具有轴对称性，所以选取对称平面作为计算对象。建立的轴对称喷管内外流一体化流场的2D计算区域，包含燃烧室、内外涵、喷管、排气系统机体外流。内外涵气流在中心锥前混合，到达喷管出口

8、时，掺混基本结束。计算网格采用2D四边