题目：直升机排气引射混合器设计及排气管舱流场、温度场数值仿真

现代战争特点和作战需求，使得直升机动力装置的功率不断提高，发动机排气管舱内热负荷持续上升，舱内环境恶化。同时，现代武装直升机的高温排气成为被红外导弹攻击的主要目标。如果排气管舱没有有效的冷却系统和合理的结构设计，有可能导致发动机排气管舱整流罩壁面温度过高，给直升机的安全造成隐患，同时也容易受到导弹的威胁而降低直升机的生存寿命，因此，进行排气管舱热分析是合理设计排气管舱结构和冷却系统的基础，关系直升机的性能、安全和寿命，具有重要意义。本文分为两个部分。第一部分是直升机排气管舱流场、温度场数值仿真，得出的结果对于排气管舱冷却系统的设计和优化具有指导意义。第二部分是直升机排气管舱用排气引射混合器的设计研究，得出排气管舱用引射混合器的设计计算方法。在直升机排气管舱流场、温度场仿真计算中，用三维建模软件进行三维计算区域的建模，以网格划分工具软件进行计算区域的离散，以商用软件作为边界参数设置和求解器，并进行计算结果的显示。针对国产某型直升机排气管舱的具体结构，采用现代计算机仿真技术，数值分析了在原始冷却系统设计方案下排气管舱内空气的流动和传热特性，以及排气管舱整流罩的温度分布。在此基础上，针对原始方案存在的问题，提出了几种改进的冷却系统方案，并比较了几种方案的冷却效果。在直升机排气管舱用引射混合器设计中，利用一维控制体分析方法得出引射混合器的性能方程，并以此方程为基本计算式，利用其中涉及到的一些实验系数进行引射混合器的设计计算，然后再依据引射混合器效率最高的原则得到优化的引射混合器结构参数，满足直升机排气管舱用引射混合器的设计要求。本文系统提出了计算直升机排气管舱流场、温度场的数值仿真方法，计算得到的引射系数与实验数据对比说明这些方法是有效的，并提出了排气管舱用引射混合器的设计方法，计算结果可为直升机排气管舱冷却系统的设计和优化提供科学依据，对提高排气管舱冷却系统的设计质量、指导试验、缩短研制周期、节省研制费用具有重要意义。本文所采用的数值仿真方法，可用于各种复杂结构以及复杂传热和流动现象舱室的热分析，具有重要的工程应用价值。