柴油机水下排气红外抑制仿真研究

以潜艇的红外隐身为背景,研究柴油机在水下排气时红外控制的方法。建立了柴油机水下排气两相流模型,提出柴油机水下排气两级方案:一级降温是柴油机排气总管内进行喷淋水雾;二级降温是采用小孔排气增加海水与热气的掺混。仿真研究了该方法对红外的抑制效果,结果表明:两级降温措施对柴油机的高温排气有良好的效果,可大大降低热气浮升至水面的温度从而降低红外特征。本文提出的方法对水下高温排气红外抑制具有重要意义。     

柴油机水下排气红外抑制仿真及试验研究

[目的]为降低通气管航态下的潜艇红外尾迹,[方法]针对柴油机水下排气系统,提出一种能够抑制水下高温废气红外辐射的两级冷却方法,然后基于有限元流体分析方法分析红外抑制前、后的水面温度场。最后,基于仿真得到的初步数据搭建水下排气试验平台,并对红外抑制前、后的水面红外辐射亮度及水下温度进行测试。[结果]结果表明:两级降温措施对柴油机的高温排气有着良好的红外抑制效果,水面最大红外亮度可降低约90%。[结论]该方法对潜艇的隐蔽性改进具有较好的工程应用价值和军事价值。     

船用燃气轮机排气红外抑制装置的流动分析

本文在分析船用燃气轮机排气系统红外抑制装置结构特点的基础上，从数值计算和实验测量两方面分析了该装置结构参数对气流流场的影响，以及温度场的分布规律，得到了若干结论，为工程设计和分析排气系统红外抑制装置提供了理论依据，具有一定的实用价值。     

百叶窗对船用排气红外抑制系统性能影响数值分析

阐述了船用排气红外抑制系统假烟囱上加装百叶窗的作用。运用FLUENT软件对不同安装方案的百叶窗进行了数值模拟,得出了最优方案;以此方案为基础,比较了不同叶片倾角百叶窗的数值计算结果,得出了百叶窗叶片倾角对船用排气红外抑制系统性能的影响规律。这些结果可以为船舶假烟囱上百叶窗的设计安装提供参考。     

舰船用燃气轮机排气红外抑制装置发展现状

舰船隐身性是表征舰船总体性能的重要指标之一，在现代各国海军新造舰船中颇受重视，红外隐身是舰船隐身技术的重要方面，介绍我国及其它发达国家海军舰船用燃气机排气红外抑制技术的发展情况，以及红外抑制技术要求，方法及其原理。     

涡轮机与锅炉学组举行1992年学术年会

中国造船工程学会船舶轮机学术委员会涡轮机与锅炉学组于1992年8月26～30日在辽宁省大连市召开1992年学术年会。参加会议的有来自全国12个单位的28名代表。年会共宣读和交流论文13篇。内容涉及较广,有燃气轮机控制、仿真的研究、有燃气轮机排气红外抑制方案和最优动态性能的探讨,更有蜗壳三维流场和涡流管特性的计算以及透平止推盘的设计等等。它们中既有理论上的研究,也有实际项目的试验分析。有些问题,诸如排气红外抑制方案、止推盘动     

狭缝结构对舰船红外抑制器壁面温度影响的数值模拟

舰船红外抑制器的混合管多采用扩压环的结构形式,利用引射原理卷吸环境中的冷空气降低主流排气温度,同时在壁面形成冷却气膜,降低壁面温度,从而抑制红外辐射。文章利用数值模拟的方法模拟了扩压环处不同狭缝结构对壁面温度的影响,得到了壁面温度的变化曲线,确定了冷却气膜的范围,为扩压环的设计提供了一些参考。     

排气方式的选择对红外隐身影响探讨

红外隐身技术是现代舰船隐身技术的主要研究重点之一，而舰船的主要红外特征则来自于其主机的排气口。通过对某型高速艇的水上和水下两种排气方式的红外（IR）特征进行对比，发现了水下排气的优点以及其潜在价值。     

船用柴油机排气冷却消声器流体与消声特性

为了降低船用柴油机排气噪声,并对废气进行冷却以降低红外辐射,实现红外隐身目的,要求在排气系统中安装排气冷却消声器。利用数值算法研究排气冷却消声器的气体流动特性、冷却效果、声学性能。首先利用有限体积法计算并分析了排气冷却消声器在冷却与不冷却时的空气动力性能,得到其阻力损失特性、冷却效果和温度场信息。在流体计算的基础上得到消声器温度场,然后采用声学有限元法计算并分析了排气冷却消声器在室温与高温冷却下的声学特性,将排气冷却消声器的左端共振腔体积减小,改变其共振频率从而改变消声器在低频时的声学性能。     

舰船排烟参数对排气烟羽中波红外辐射特征影响分析

[目的]排气烟羽辐射是舰船红外辐射的重要组成部分,分析排烟参数对红外辐射特征的影响对发展舰船隐身和反隐身技术具有重要作用。[方法]利用气体辐射逐线法模型求解含气体的辐射传递过程,计算得到不同排烟温度和流量条件下的红外辐射图像,并分析排烟参数对辐射亮度、光谱辐射强度和3～5μm波段的总辐射强度的影响。[结果]结果表明,排气烟羽在4.18和4.43μm处具有明显的强度峰值,而在4.26μm处具有明显的强度谷值。[结论]排气烟羽的红外辐射特征受排烟温度的影响较大,受排烟流量的影响较小。     

舷侧排气系统在某船的应用

舷侧排气是一项较新颖的机舱排气方式,该技术对加强船舶的红外隐身能力和优化露天甲板设备的布置都有积极的意义,在国内传统产品设计中尚未推广应用。本文介绍了舷侧排气系统的组成和功能,并从电气控制的角度阐述了舷侧排气控制和监测装置的设计和功能特点,通过实船说明舷侧排气系统的配置和应用。     

自流喷水冷却装置喷水降温效果计算分析及结构设计

为降低柴油机排气温度,根据流体力学、热力学和喷射器的基本原理对安装在柴油机排气管路上的自流喷水冷却装置降温效果进行理论计算和分析,结合模拟试验完成自流喷水冷却装置结构的方案设计。使用表明,该装置将柴油机排气温度降低至100℃,可有效降低排气红外辐射特征,柴油机的排气背压没有明显增加。     

舰用燃气轮机进排气系统指标体系及试验方法

为满足舰用燃气轮机和舰用柴油机对燃烧和冷却空气的品质要求,以保障舰用动力系统的可靠工作,进排气装置是装船技术中不可缺少的重要设备。文章基于舰用燃气轮机进排气系统的工作原理,构建了进排气系统指标评价体系,提出了各指标的试验方法。根据研究,进排气系统应进行静态检查、阻力测定试验、抗冲击试验、排气红外辐射强度测试等项目。     

船用燃气轮机排烟温度场分析与优化

为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.     

高速巡逻船湿式排气系统设计

船上柴油机的排气管按照废气是否与冷却水混合排出而分为干式排气和湿式排气.干式排气不仅容易熏黑船体外板和甲板设备,且排气管路温度较高(可达到400～600℃),噪声污染也较严重;湿式排气则具有排气温度低(40～60℃)、自重轻和噪声低等优点,其绿色环保适用于那些注重外观且机舱空间紧凑,对设备重量敏感、对噪声和红外辐射要求较高的高速船(如巡逻船、游艇等).该文介绍了高速船主机湿式排气系统(冷却水与柴油机废气混合)的布置方案、设计方法以及在布置安装时需注意的问题,对民用高速船的设计有借鉴作用.     

排气角度对航行体表面等压气膜演化机制及流动特性影响研究

等压排气是一种可有效改善航行体绕流流场特性、抑制纵向偏转的流动控制技术。文章数值模拟了带等压排气的航行体水下垂直运动过程,给出了不同排气角度时的排气流量及速度、气膜长度等参数变化规律,分析了排气角度对等压气膜非定常发展过程及航行体绕流流场特性的影响,建立了排气孔附近及其下游流场、气膜尾部回射流场的拓扑结构,探讨了等压气膜的形态特征、演化规律及其降低航行体表面压力的机制,研究结果有助于深入理解等压排气技术改善航行体流体动力学特性的物理本质。     

排气角度对航行体表面等压气膜演化机制及流动特性影响研究（英文）

等压排气是一种可有效改善航行体绕流流场特性、抑制纵向偏转的流动控制技术。文章数值模拟了带等压排气的航行体水下垂直运动过程,给出了不同排气角度时的排气流量及速度、气膜长度等参数变化规律,分析了排气角度对等压气膜非定常发展过程及航行体绕流流场特性的影响,建立了排气孔附近及其下游流场、气膜尾部回射流场的拓扑结构,探讨了等压气膜的形态特征、演化规律及其降低航行体表面压力的机制,研究结果有助于深入理解等压排气技术改善航行体流体动力学特性的物理本质。     

模拟退火法下交互式舰船红外图像斑点抑制

针对传统方法下舰船红外图像边缘特征识别结果不精准,导致斑点抑制效果较差的问题,提出了模拟退火法的交互式舰船红外图像斑点抑制方法。建立交互舰船红外图像斑点噪声模型,使用Radon变换方法处理模型数据。构造邻域结构模型,补充残缺结构特征,根据设定的模拟退火参数,获取处理后的数据识别图像边缘特征。根据图像边缘线条走向,确定图像区域特征,输出消除斑点的舰船红外图像。由实验结果可知,该方法能够消除全部斑点,并精准识别出图像边缘。     

红外、雷达隐身在舰船上的应用

红外、雷达隐身技术是舰船隐身技术的主要研究重点，对舰载红外、雷达隐身技术的原理及概念进行了简要论述。舰载红外源包括：内部红外源、外部红外源。提出了解决这些红外辐射所采用的各种抑制红外措施，达到红外隐身的目的。舰载雷达隐身包括：外形设计、天线设计、吸波材料设计，以及各国海军运用这些技术措施来进行雷达隐身的应用实例。     

基于DDAM方法的船舶柴油机排气消声器抗冲击优化研究

消声器是船舶柴油机排气噪声控制的必要装置,其结构特点使得结构整体刚度偏低,在冲击环境下将产生较大的应力与形变,进而导致结构产生塑性变形或破损,这将对柴油机排气噪声抑制产生较大的影响。本文基于动态设计分析方法,以典型柴油机排气消声器为研究对象,进行冲击响应分析,并结合其应力与位移分布特点,从质量刚度分布优化与结构形式优化两方面出发,对其进行抗冲击优化研究,提出了一些抗冲击优化设计的方法。