● 摘要
随着战争形式的转变和红外探测器的发展，红外隐身技术在现代战争中起着越来越重要的作用。红外抑制器设计作为当今红外隐身技术的一个分支，广泛应用于武装直升机中。波瓣喷管作为红外抑制器的核心部件，其设计优劣直接关系到红外抑制器性能。本文针对红外抑制器波瓣喷管的尺寸、构型进行了相关研究，运用理论分析加数值模拟的方法，从气动特性和红外辐射特性两个方面分析了不同构型波瓣喷管的性能差异。具体内容如下:
(1) 通过流向涡理论与自由混合层理论分析，明确了波瓣喷管加强引射掺混的机理。基于空气动力学三大守恒定律，结合传热学相关知识推导红外抑制器一维引射流量方程，并在此基础上通过Matlab编程分析了主、次流温度比，截面积比，主、次流掺混不均匀性，管壁摩擦系数对引射流量比的影响，从而明确了红外抑制器中流体的流动特性。通过理论推导研究了红外抑制器入口总压对发动机输出功率的影响，从而确定了入口总压是红外抑制器性能的非常重要的评价指标。
(2) 研究波瓣喷管波瓣高度、波瓣扩张角等特征尺寸和波瓣型面等形状差异对喷管气动特性的影响，并在此基础上建立了常规构型以及变形形式构型的喷管的几何模型，模型数共计10种。
(3) 结合计算流体力学相关理论，选取适当的湍流模型，对采用不同构型喷管的红外抑制器模型进行数值模拟。通过比较红外抑制器入口总压、引射流量比、流向涡与正交涡大小与分布、轴向速度、热混合效率及总压恢复系数，分析了其气动特性差异；通过比较混合管壁面温度、横截面温度，分析了其红外辐射特性差异。针对不同构型的差异分析了其产生机理，并总结了其优势与不足。