题目：S弯混合排气二元喷管气动热力研究

S弯排气喷管利用弯曲壁面遮挡高温部件，从而提高飞机在隐身方面的效果，并且逐渐应用于新一代的发动机中。波瓣混合器通过其特有的几何结构能够大幅提高内外涵之间交界周长，使得内、外涵气流之间的粘性剪切混合增强。同时，在波瓣混合器的下流流场中，可以诱导大尺度流向涡以及由Kelvin-Helmholtz不稳定性诱导的正交涡等，诱导的涡系能够增强内、外涵气体对流混合的效果，最终达到提高主、次流混合效率的目的。 长期以来，学者们一直致力于研究波瓣混合器的掺混性能、掺混机理以及波瓣混合器几何参数的优化设计，开展了很多的试验研究和数值模拟研究，但对于s弯排气喷管和装配波瓣混合器的S弯流道混合排气喷管的研究处于空白领域。本文首先通过数值模拟一个试验算例，根据试验结果和数值模拟结果的对比，选定了与试验结果最接近的湍流模型。根据对比分析得知可实现的 模型能够较好的模拟实验过程，因此选定 可实现的 模型作为本文所有算例的湍流模型。此外，还进行了网格无关解的验证分析。然后，以某概念型新型发动机混合排气系统作为研究对象，利用N-S方程组数值研究了在相同来流条件下混合排气喷管的三维流场和涡量场，并结合热混合效率、总压恢复系数以及壁面最高温度三个性能参数加以分析，提出了非对称波瓣的概念，数值研究了波瓣数、非对称波瓣的外、内扩张角对s弯流道混合排气二元喷管气动热力性能的影响规律。 本课题选用某实用的波瓣简化模型作为标准波瓣模型，采用给定的实验工况参数为数值模拟的参数。关于波瓣数对混合排气系统气动热力性能的影响建立了五个模型，关于非对称波瓣下半区外扩张角对混合排气系统气动热力性能的影响建立了四个模型，关于非对称波瓣上半区外扩张角对混合排气系统气动热力性能的影响建立了五个模型，关于非对称波瓣内扩张角对混合排气系统气动热力性能的影响建立了五个模型，对以上的模型分别进行了数值模拟，对流场中的速度矢量分布和流向涡的发展趋势进行了详细的研究，并给出了以上波瓣关键结构参数对排气系统的热混合效率、总压恢复系数以及壁面最高温度的影响规律。