PDF《飞机发动机尾流流场数值模拟与红外特性计算》

第47卷 第11期 激光与红外Vol.

47,No.112017年

1 1月LASER&

INFRAREDNovember,2017文章编号:

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0 6 ・红外技术及应用・ 飞机发动机尾流流场数值模拟与红外特性计算 吴沿庆, 廖守亿, 张作宇, 花超(火箭军工程大学测控工程系, 陕西 西安

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2 5 ) 摘要: 建立飞机尾喷管的三维几何模型, 利用 F l u e n t

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2 6软件对喷管外的流场区域进行 数值模拟, 基于发动机完全燃烧假设得到尾焰流场温度、 压强等流场数据.利用 K- 分布法计 算尾焰气体辐射参数, 采用反向蒙特卡洛法( R M C ) 对气体红外辐射特性进行了计算, 最终获 得尾焰的红外辐射图像. 关键词: 尾流;

F l u e n t ;

K- 分布法;

反向蒙特卡洛法;

红外辐射特性 中图分类号: T N

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9 文献标识码: A D O I :

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0 N u me r i cs i mu l a t i o no f f l o wf i e l da n dc a l c u l a t i o no f I R c h a r a c t e r i s t i c s f o ra i r c r a f t e n g i n e WUY a n q i n g , L I A OS h o u y i , Z H A N GZ u o y u , H U AC h a o ( M e a s u r e m e n t &

C o n t r o l E n g i n e e r i n gD e p a r t m e n t o f t h eR o c k e t F o r c eo f E n g i n e e r i n gU n i v e r s i t y , X i ′ a n7

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5 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h e

3 Dg e o m e t r i cm o d e l o f a i r p l a n e t a i l n o z z l e i s e s t a b l i s h e d , a n dt h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o no f t h e f l o wf i e l d o u t s i d et h en o z z l ei s c a r r i e do u t b yF l u e n t

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2 6s o f t w a r e T h ef l o wf i e l dd a t ao f t a i l f l a m es u c ha s t e m p e r a t u r ea n d p r e s s u r ea r eo b t a i n e db a s e do nt h ea s s u m p t i o no f e n g i n ec o m p l e t ec o m b u s t i o n T h eK- d i s t r i b u t i o nm e t h o dw a s u s e d t oc a l c u l a t et h er a d i a t i o np a r a m e t e r s o f t h et a i l f l a m e T h ei n f r a r e dr a d i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s o f t h e g a s w e r e c a l c u l a t e d b yR e v e r s eM o n t eC a r l om e t h o d( R M C ) , a n dt h ei n f r a r e dr a d i a t i o ni m a g eo f t h et a i l f l a m ew a s o b t a i n e d K e yw o r d s : w a k ef l o w ;

F l u e n t ;

K d i s t r i b u t i o nm e t h o d ;

r e v e r s eM o n t eC a r l om e t h o d ;

i n f r a r e dr a d i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s 作者简介: 吴沿庆(

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9 3- ) , 男, 硕士研究生, 控制科学与工程专业, 主要研究方向导航, 制导与仿真.E m a i l :

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6 2 @q q c o m 收稿日期:

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1 引言飞机等空中目标的红外辐射来源主要来源于三 个部分: 高温加热的金属尾喷管热辐射作用;

发动机 喷射出的高温尾焰辐射;

空中飞行状态下蒙皮气动 加热形成的热辐射.其中发动机尾焰的红外辐射相 对飞机整体而言辐射面积最小, 但在发动机加力状 态下, 高温尾焰辐射成为飞机侧向辐射和前向辐射 最主要的来源, 也是飞机目标检测、 跟踪和识别最显 著的特征之一[

1 ] , 第二代红外制导导弹主要追踪飞 机发动机尾喷流的红外辐射[

2 ] .因此对飞机尾焰 流场红外辐射特性进行仿真分析具有十分重要的 意义. 目前, 对飞机尾焰红外辐射特性的研究主要 包括实验测量、 半经验公式计算和计算机数值模 拟等手段.计算流体力学 C F D软件如 C F X , F L U E N T , S T A R-C C M+等专业软件因为可以进行三 维数值仿真, 同时可以获得流场中的温度场, 组分 浓度场, 压力场等诸多详细的流场数据成为一种 重要的研究手段[