合成射流激励对低雷诺数射流方向和掺混控制机理研究

admin · 发表于 2025-3-2 17:58:22

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现代航空航天动力排气系统提供的推力、红外隐身和声隐身能力，已成为提高飞行器的生存能力的重要技术。无论是发动机推力矢量的控制还是对喷管高温红外辐射抑制都与控制流经发动机排气系统的气流状态紧密相关，喷管射流主动流动控制技术作为一种适应航空航天发展需要的新兴技术得到快速发展。合成射流激励器是合成射流技术发展的核心题目，合成射流激励器的设计水平和工作性能直接决定了合成射流技术的应用方向和应用效果。研究探索合成射流对气流方向控制与同轴射流掺混控制的物理机制和控制机理，是合成射流技术实现高效流动控制并开辟新应用方向的关键。本文就膜片式和活塞式大功率合成射流激励器作为气流主动流动控制执行机构，探索发展了排气系统气流主动控制的方法和技术。对合成射流激励器的设计方法、合成射流激励器在静环境流场中的出口流场特性、合成射流激励器控制喷管气流矢量、控制同轴射流冷热掺混效率等内容以及相关的物理机制与控制机理进行了详细讨论。本文通过对膜片式合成射流激励器与活塞式大功率合成射流激励器的结构和工作原理进行深入分析，通过实验和计算，最终确定本实验所采用的膜片参数。采用了实验分析和数值模拟相结合的方法探索了合成射流形成特殊出口流场结构，揭示了合成射流激励器对低雷诺数射流方向和同轴射流速度、温度掺混控制的物理机制和控制机理。研究结果表明，利用本文提出的设计方法设计合成射流激励器可以在激励器出口形成稳定的对涡结构，采用一定的激励频率和振幅即可对喷管气流矢量和掺混进行有效控制，文中研究结果为同轴射流温度闭环控制技术在相当精度内实现在线自动控制，提供了重要的参考依据。通过本文研究表明，合成射流激励器作为主动流动的执行机构，在航空动力排气系统具有潜在的重要价值。但就目前所研制的合成射流激励器所能达到的出口速度而言，要将该项技术真正应用于喷管温度掺混的控制，仍需要进一步开发研制高速合成射流激励器。

合成射流激励对低雷诺数射流方向和掺混控制机理研究

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