舰用燃气轮机排气系统远程红外成像多尺度多线组宽带k分布模型数值仿真研究

作者：李雨轩; 王强; 胡海洋

来源：红外与激光工程, 2019, 48(07): 24-33.

• 远距离红外成像
• 舰船排气系统
• 多尺度多线组宽带k分布模型

针对现有的宽带k分布模型不适合温度和参与性组分比例剧烈变化的气体的辐射特性计算的问题,建立了多尺度多线组宽带k分布模型(MSMGWB),并针对舰用燃气轮机排气系统远程辐射特性计算面临的高温燃气与环境空气热力学参数,对MSMGWB模型的光谱吸收系数分组进行了优化。一系列一维气体辐射传输算例的计算结果表明:当高温燃气与低温空气的温度和水蒸气、二氧化碳、一氧化碳摩尔比差别巨大时,多尺度多线组宽带k分布模型对3～5μm波段气体辐射传输特性的预测精度远高于原始宽带k分布模型和窄带模型,并且与灰体固壁保持了很好的兼容性。最后,对不同相对风速下舰用燃气轮机引射排气系统的流场、固体温度场及其近、远距离红外成像进行了数值计算,结果表明:气体重力和燃气中的一氧化碳对其3～5μm波段红外成像的影响不能忽略。

• 单位
  北京航空航天大学