基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化

准确分析和控制射流冲击对航母甲板环境的影响是新型喷气偏流板设计和布局的关键所在.为了确定射流冲击影响最小的偏流板布局,运用有限体积法,采用分区混合网格方案,结合雷诺时均纳维斯托克斯(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对喷气偏流板在不同布局下的射流冲击效应进行三维数值模拟.选取舰载机双发动机全加力状态时喷气偏流板与发动机距离不同、喷气偏流板倾角不同共12种布局组合进行射流冲击效应的对比计算,计算结果显示了喷气偏流板各布局下的流场参数、传热特性、尾喷口温升、冲击力和力矩等分布规律.定性和定量分析了燃气射流冲击下温度场和速度场的危险区域,结果表明,偏流板与发动机距离5 m、偏流板倾角45°时的布局更有利于将燃气射流向上引导.在此基础上,基于倾角最小化原则及二次导流原理优化设计了一种导流隔热性能好、工作稳定性高的被动隔热式喷气偏流板装置.