舰载飞机发动机射流对甲板周围环境的影响

论文摘要

舰载飞机发动机喷流场气动参数的分布情况对正确评估发动机的推力,研究其对飞机自身的影响以及红外隐身等性能具有重要的意义;同时,在飞机起降作业时,舰载飞机发动机的高速、高温喷流对周围的人员、设备及其它舰载飞机都会产生较大的影响。针对某型舰载飞机发动机的喷流场,本论文的主要研究内容包括以下几个方面:依据航空界原有的物理模型,结合对某型舰载发动机喷流场的试验结果分析,提出改进的舰载机发动机喷口射流模型,将喷流场沿径向分为边界层区、混流增强区、减弱区与稳定核心区四个区域,轴向分为不稳定区和稳定区。由于本课题的实际应用的需要,只计算了全加力状态、过渡状态、额定状态与慢车状态四种状态下的流场分布情况。飞机发动机射流参数比较多,每一个参数的正确与否,都直接影响其它参数的确定。通过MATLAB、ORIGINE等软件对实验数据进行了数值拟合计算,尽力找出最佳的曲线来反映数据的变化趋势。首先得出了射流扩散角、射流极点的位置、转折截面的位置以及边界层区的外缘到中心对称轴的距离,从而确定整个流场的基本框架;在此基础上分别对喷流速度场、温度场与压强场的分布规律进行了研究,得出了对称中心轴上的速度、温度和压强的变化趋势,同时通过数值插值的方法可以求得喷流场中任意点处所需的数据。通过CFD模拟软件对偏流板进行了初步研究,主要模拟计算了偏流板在不同倾斜角度时对喷气射流的影响。同时也模拟计算发动机的喷流边界内流场,给出了速度、温度、压强分布规律,并通过计算所得的对称中心轴上的速度值与试验结果的对比分析,来判断仿真计算的正确与否。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状综述
• 1.3 论文的工作内容及意义
• 第2章 发动机喷流场的数学模型的建立
• 2.1 原有的物理模型
• 2.2 气动力性能的数值计算模型
• 2.2.1 计算初始条件
• 2.2.2 尾喷口射流扩散角α及射流极点位置的计算
• 2.2.3 转折截面位置的确定
• 2.3 本章小结
• 第3章 发动机喷流速度场与压强场的数值计算
• 3.1 速度场的数值模拟计算
• 3.1.1 稳定区域的速度场的数值计算
• 3.1.2 不稳定区域的速度场的数值计算
• 3.1.3 对速度场的数值计算的总结分析
• 3.2 压强场的数值计算
• 3.2.1 稳定区域的压强场的数值计算
• 3.2.2 不稳定区域的压强场的数值计算
• 3.2.3 对压强场的数值计算的总结分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 发动机喷流温度场的数值计算
• 4.1 稳定区域的温度场的数值计算
• 4.1.1 轴中心温度Tm与喷管出口温度T0的关系
• 4.1.2 计算不同截面上任意点（x，y）的温度值
• 4.2 不稳定区域的温度场的数值计算
• 4.3 对温度场的数值计算的总结分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于CFD的偏流板的初步设计以及发动机喷流场的仿真
• 5.1 概述
• 5.2 偏流板的仿真
• 5.2.1 建立几何模型
• 5.2.2 网格划分及边界条件设定
• 5.2.3 数值计算结果及分析
• 5.3 喷流场的仿真计算
• 5.3.1 建立几何模型
• 5.3.2 网格划分及边界条件设定
• 5.3.3 数值计算结果及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢