超声速飞行状态下热喷流中离散颗粒的分布特性

针对气溶胶红外隐身技术在飞行状态下隐身效果急速下降的现象，提出了一种在喷管尾部加装挡板结构以解决超声速飞行状态下离散颗粒难以扩散的方法，设计了曲线型和直线型两种挡板构型，通过对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流的数值模拟研究，对比分析了挡板构型和气溶胶喷嘴数目对于离散颗粒空间分布特性的影响规律。研究表明，飞行马赫数为1.2时，挡板对提升该飞行状态下气溶胶颗粒在剪切流中的扩散能力具有显著作用，且直线型挡板结构优于曲线型；夹角α=30°，挡板高度与喷嘴内径比d/Din=40时，离散颗粒对尾喷流的包裹效果最佳；当气溶胶喷嘴数目大于1时，颗粒分布的均匀性明显增加，且当喷嘴数目为5时，颗粒在流场中的扩散能力最强，浓度最均匀，颗粒整体温度较低，在热喷流周围形成“厚且冷”的气溶胶遮蔽层，有利于提高超声速飞行状态下飞行器排气热喷流的主动红外隐身效果。