面积比对前可变面积涵道引射器性能影响的数值研究

为研究面积比对前可变面积涵道引射器性能及主、次流掺混机理的影响,采用三维数值模拟方法,对不同面积比下前可变面积涵道引射器的工作特性及主、次流掺混流场进行了分析。结果表明:随着面积比增加,主、次流掺混损失及摩擦损失逐渐增大,前可变面积涵道引射器总压恢复系数减小;当进口压比不变,面积比由0.40减小至0.20过程中,次流流量基本保持不变,达到扼流状态,且进口压比越大达到扼流状态时的面积比越大;不同进口压比下,面积比减小,沿顺气流方向各截面总压恢复系数减小且减小趋势逐渐平缓;在面积比减小过程中,主、次流掺混引起的流动不均匀区域减小,掺混层厚度逐渐变窄。

非轴对称前涵道引射器性能的数值研究

以轴对称前涵道引射器为基础,提出了一种非轴对称前涵道引射器方案。为了比较非轴对称和轴对称前涵道引射器在热混合效率,引射系数和总压恢复方面的不同,采用数值模拟的方法对不同掺混角度和进出口压比的模型进行了计算,并得到引射器的性能参数变化规律。结果表明,在开口面积不变的情况下,增大气流的掺混角度会使前涵道引射器的热混合效率降低,总压恢复系数减小,引射系数也有较大的减小;在亚临界时,随着进出口压比的增大,引射器的热混合效率和总压恢复系数逐渐变大,引射系数则会减小,并且相同条件下,非轴对称前涵道引射器与轴对称前涵道引射器相比,热混合效率提高,总压恢复系数和引射系数分别会减小大约2%和20%。

前可变面积涵道引射器特性的试验与数值模拟

为了研究主、次流的进口总压比及出口背压对前可变面积涵道引射器(FVABI)工作特性的影响与流动掺混机理,采用试验与三维数值模拟方法对不同进口总压比下引射器工作性能及掺混流场随背压变化规律进行了分析。结果表明:标准k-ε模型用于引射器掺混流场的模拟具有较好的准确性;进口总压比越大,引射器总压损失越大;进口总压比不变,随背压增加,引射器总压损失先减小后增加;进口总压比不变,引射器在背压变化过程中存在总压损失最小点;背压减小时,引射器存在临界工况点,且进口总压比越大达到临界工况点的背压越大,可变涵道比的范围变窄;主、次流掺混过程主要集中在沿气流方向上x/l=0.3~0.6位置之间,在黏性力作用下动量、质量充分交换,沿流向截面速度径向分布趋于均匀。