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中心锥冲击-气膜复合冷却结构流动换热特性
1
作者 李录博 王春华 +1 位作者 王宇楠 张靖周 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期163-171,共9页
针对中心锥冲击-气膜复合冷却结构的流动换热特性展开了数值和试验研究.结果表明:燃气在中心锥表面发生回流,并生成回流涡旋,涡旋尺度随着吹风比的升高而增大;中心锥热侧壁温沿流向呈不断上升趋势,吹风比的增大可提升综合冷却效果,但相... 针对中心锥冲击-气膜复合冷却结构的流动换热特性展开了数值和试验研究.结果表明:燃气在中心锥表面发生回流,并生成回流涡旋,涡旋尺度随着吹风比的升高而增大;中心锥热侧壁温沿流向呈不断上升趋势,吹风比的增大可提升综合冷却效果,但相对压力损失也有所增大;随着气膜孔直径的增大,冷却效果逐渐提升,相对压力损失逐渐减小;冲击孔直径的增大削弱了综合冷却效果,相对压力损失有所下降;改变冲击距离对流动换热规律影响较小. 展开更多
关键词 中心锥 冲击-气膜复合冷却 综合冷却效果 相对压力损失 流量系数
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红外抑制器混合管壁肋片强化传热和引射特性
2
作者 吴忠诚 单勇 +1 位作者 张靖周 杨宗耀 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2009-2017,共9页
为了降低直升机分流引射式红外抑制器外露遮挡罩表面温度,提出抑制器外侧混合管表面肋片强化换热结构,采用数值模拟的方法,对抑制器混合管表面肋片结构下的引射和强化传热特性进行了研究。结果表明:与混合管表面无肋片结构相比,肋化的... 为了降低直升机分流引射式红外抑制器外露遮挡罩表面温度,提出抑制器外侧混合管表面肋片强化换热结构,采用数值模拟的方法,对抑制器混合管表面肋片结构下的引射和强化传热特性进行了研究。结果表明:与混合管表面无肋片结构相比,肋化的混合管表面对流换热增加了83%,辐射换热减少了31%,遮挡罩壁面平均温度降低了7 K;遮挡罩外侧狭缝进气面积增加后,二级引射冷气量增加了近3倍,遮挡罩壁面平均温度降低了18 K;在遮挡罩上、下位置增加引射口后,引射气流可直接作用于遮挡罩高温壁面,遮挡罩壁面热斑消失。 展开更多
关键词 红外抑制器 肋片 引射 遮挡罩 强化传热
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分流喷管出口构型对红外抑制器性能影响的数值和实验研究
3
作者 杜家栋 单勇 张靖周 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期58-70,共13页
在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的... 在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的引射系数略微降低、总压恢复系数降低,中间混合管出口排气温度峰值却降低了65.1 K,同时降低了混合管上下方区域的壁面温度,但造成混合管中后段外侧壁面局部区域温度升高;外扩张角为0的波瓣出口结构(Lobe_2)增加引射系数3.8%,总压恢复系数与Lobe_1结构基本相当,中间混合管出口排气温度峰值也降低了62.8 K,尤其是其降低混合管壁面温度的效果最佳;分流喷管出口突片结构(Tab)增加引射系数10.6%,但总压恢复系数降低0.7%,同时,内侧混合管出口排气平均温度降低19.3 K,混合管壁面降温效果相对较差。总体来看,波瓣和突片结构都起到增强引射、强化混合的作用,尤其是波瓣出口结构(Lobe_2)对降低抑制器总体红外辐射效果最好,在3~5μm波段的红外辐射强度最大可降低21%;在8~14μm波段,其红外辐射强度最大可降低15%。 展开更多
关键词 红外抑制器 分流喷管 引射系数 红外辐射 气动性能
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相变填充床储热系统研究与应用进展 被引量：5
4
作者 张岩岩 熊亚选 +4 位作者 陈亚辉 全瑞星 程广贵 赵彦琦 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3852-3872,共21页
相变填充床储热系统可实现热能的回收利用以及新能源高效收集,对推进碳中和具有重要意义。针对相变填充床储热系统复杂瞬态性质,本文首先对用于预测系统热性能的数值模型进行了总结。随后面向相变填充床储热系统性能评估,介绍了相变填... 相变填充床储热系统可实现热能的回收利用以及新能源高效收集,对推进碳中和具有重要意义。针对相变填充床储热系统复杂瞬态性质,本文首先对用于预测系统热性能的数值模型进行了总结。随后面向相变填充床储热系统性能评估,介绍了相变填充床储热系统性能评估方法,指出了[火用]效率分析相比于能量效率分析的优点以及区别。此外,重点总结与分析相变填充床储热系统性能优化方法,表明高径比大于1的圆柱形储罐通常是优选的;根据实际应用场景选择,传热流体一般采用导热油、熔盐、空气;定型复合相变材料更具应用前景。然后介绍了相变填充床储热系统在工业余热回收及高效利用太阳能方面的应用。在文章最后,展望了相变填充床储热系统在储罐设计、储热单元设计、运行策略、高温环境等方面的未来发展,以及相变填充床储热系统的成本效益,为促进相变填充床储热系统的发展和实际应用提供借鉴。 展开更多
关键词 工业余热回收 储热 太阳能利用 相变填充床 相变材料 能量效率 [火用]效率
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带前缘冲击的一体化加力支板内外耦合传热数值研究
5
作者 韦裕恒 谭晓茗 +4 位作者 黄晓锋 李文 张靖周 邓远灏 单勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期142-155,共14页
以全气膜覆盖的一体化加力支板为研究对象,将冲击板布置于支板内腔中,研究气膜出流-前缘冲击复合冷却结构下一体化加力支板内外流气-固耦合传热特性。开展了不同主次流温比(2.24~2.76)、不同冲击间距(H/D=1,2.5,4)等参数对支板内外流动... 以全气膜覆盖的一体化加力支板为研究对象,将冲击板布置于支板内腔中,研究气膜出流-前缘冲击复合冷却结构下一体化加力支板内外流气-固耦合传热特性。开展了不同主次流温比(2.24~2.76)、不同冲击间距(H/D=1,2.5,4)等参数对支板内外流动特性、内外壁面对流换热系数分布和支板综合冷却效率的影响规律分析。研究结果表明:冲击板结构改变了支板腔内冷气流动及各排气膜孔流量分配,随着冲击间距的增大,冲击腔内对应气膜孔冷气量依次下降2.68%,3.80%,7.14%;此外,冲击板结构增强了支板前缘内外壁面对流换热,其中对内壁面对流换热的强化更为显著,前缘冲击滞止线处对流换热系数提升幅度依次为298.3%,354.5%,271.9%;冲击板的存在提高了壁温分布均匀性,而整体平均综合冷效随冲击间距的增大而增大,分别提升1.64%,2.26%,2.62%;随着主次流温比的增大,支板的综合冷效减小,但是下降的趋势逐渐减小;在主次流流量不变的情况下,随着冲击间距的增大,主次流压比减小,相比无冲击板模型,其变化幅度依次为0.395%,0.012%,-0.650%。 展开更多
关键词 一体化加力支板 气膜冷却 冲击冷却 对流换热 综合冷效 耦合传热
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一体化红外抑制器排气出流对其气动和红外辐射特性的影响 被引量：2
6
作者 文星耀 张靖周 单勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期68-82,共15页
经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分... 经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分布的变化规律。仿真结果表明:模拟的前飞来流与排气出流相互作用后会造成局部排气不畅,前飞来流甚至倒灌入红外抑制器内,从而引起抑制器壁面局部高温,增加了抑制器整体红外辐射强度;改变排气角度可将之改善,且存在气动和红外辐射特性兼顾的最佳角度。前飞来流速度从15 m/s提高到55 m/s,抑制器内部高温壁面温度降低,抑制器红外辐射强度峰值在3~5μm波段降低约50%,在8~14μm波段降低约20%。红外抑制器的下洗气流进口加装弯曲导流片可以对内部混合管高温壁面进行遮挡,有效降低顶部视角的红外辐射强度。最佳排气角度下,利用排气下游隔板的遮挡,正对抑制器排气出口方向(底部视角)上的3~5μm和8~14μm波段红外辐射峰值分别降低约50%和33%。 展开更多
关键词 红外抑制器 波瓣喷管 总压恢复系数 红外辐射 引射系数 旋翼下洗
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挡板构型对直升机红外抑制器气动与红外辐射特性影响研究 被引量：5
7
作者 陈苏麒 单勇 +1 位作者 张靖周 杨宗耀 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期237-249,共13页
设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件,同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温,以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分... 设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件,同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温,以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分布的影响。结果表明:与无挡板结构(Case0)相比较,挡板结构将二元引射喷管的引射系数提高115%,红外抑制器的热混合效率增加273%,但红外抑制器总压恢复系数降低7%,红外抑制器3~5μm波段壁面和气体辐射强度峰值分别降低46%和72%。与单层弓形挡板(Case1)结构相比,设计较优的双层弓形挡板(Case3)可以引射环境冷气,引射系数达到0.1左右,并将其冷端表面平均温度从638 K降低到415 K,红外抑制器3~5μm波段壁面辐射强度峰值降低84%,气体辐射强度峰值降低80%。总体来看,弓形挡板冷端表面温度受双层弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口附近的回流冷气三者共同影响。 展开更多
关键词 红外隐身 排气系统 双层弓形挡板 二元混合管
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引气结构对二元塞式喷管冷却和红外辐射特性的影响 被引量：1
8
作者 陈静 单勇 +1 位作者 张靖周 张序墉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期148-159,共12页
为降低加力状态下二元塞锥表面温度和喷管红外辐射强度,对塞锥进行冷却结构设计。采用数值模拟的方法对比分析了引气结构、冷却通道高度和冷气入口总压比对塞锥冷却和喷管红外辐射特性的影响。结果表明:塞锥冷却后其表面温度和喷管红外... 为降低加力状态下二元塞锥表面温度和喷管红外辐射强度,对塞锥进行冷却结构设计。采用数值模拟的方法对比分析了引气结构、冷却通道高度和冷气入口总压比对塞锥冷却和喷管红外辐射特性的影响。结果表明:塞锥冷却后其表面温度和喷管红外辐射强度显著降低;引气腔内无冲击板时,引气角度的改变引起射流核心区位置的变化,造成塞锥头部和前缘展向温度分布差异明显,引气角度为90°时塞锥表面最高温度要比30°和60°的模型高50K;加装冲击板后,冷却通道内的流量分配和塞锥前缘的展向温度分布得到有效改善、塞锥头部的换热得以增强,但同时会引起较大的总压损失,因此相同入口总压比下,加装冲击板后冷却流量降低、塞锥外表面温度升高;随着冷却通道高度增大,冷气流量增加、流速降低,故存在一个最佳通道高度使得塞锥冷却效果最好;以塞锥无冷却为基准,入口总压比为1.0~1.8时,塞锥外表面最高温度降低了470~590K,0°探测角上红外辐射强度降低了25%~33%。 展开更多
关键词 二元塞式喷管 塞锥冷却 引气结构 冷却特性 红外辐射特性 数值仿真
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导流片对大形状比出口弯曲混合管引射性能影响的数值研究 被引量：5
9
作者 郑禛 张靖周 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期540-547,共8页
采用数值模拟方法对波瓣喷管-大形状比出口弯曲混合管引射系统进行了流动分析,重点研究导流片数目(n)和出口角(β)对引射性能的影响。与常规无导流片情形相比,出口导流片改善了混合气流在排气出口附近的均匀性,降低了喷管出口截面二次... 采用数值模拟方法对波瓣喷管-大形状比出口弯曲混合管引射系统进行了流动分析,重点研究导流片数目(n)和出口角(β)对引射性能的影响。与常规无导流片情形相比,出口导流片改善了混合气流在排气出口附近的均匀性,降低了喷管出口截面二次流流通的静压;引射系数随导流片数的增加呈现单调增大的趋势,在导流片数达到8以后继续增加导流片数量,引射系数变化微弱,相对于无导流片情形引射系数的增幅最大可达20%左右;引射系数随导流片出口角的增加而呈现出先增大后减小的趋势,存在一个相对较优的导流片出口角范围,在出口角度为78°左右时可以获得高的引射系数和总压恢复系数。 展开更多
关键词 引射混合器 弯曲混合管 大形状比出口 导流片
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太阳辐射对直升机整机红外辐射特性影响的数值研究
10
作者 易立 单勇 +1 位作者 张靖周 吴忠诚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期129-140,共12页
太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用,从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型,综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热,耦合直升机前飞来流、旋翼... 太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用,从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型,综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热,耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流,以时刻、季节、直升机朝向为变量,计算分析太阳辐射对直升机8~14μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明:夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上,局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8~14μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状,其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面,太阳辐射对8~14μm波段红外辐射强度增强作用越显著,最高可达25%。以冬季为基准,秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外,其他季节的机身两侧8~14μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性,春、秋两季两侧相差在5%左右,冬季在6.5%左右。整体上,夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8~14μm波段红外辐射强度分布影响较小。 展开更多
关键词 红外辐射特征 太阳辐射 数值计算 直升机 季节
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