建立和完善了燃烧室出口测温热电偶接点的换热模型，发展了热电偶测温辐射误差，导热误差的修正计算方法。在此基础上，分析了热电偶几何参数对辐射误差，导热误差的影响规律。结果表明：热电偶接点大小，偶丝的粗烟以及偶丝的长度等几何参数对辐射误差和导热误差具有显著影响，设计热电偶时可根据具体的使用环境对这些参数进行优化选取。

横向射流是降低航空发动机尾喷流在3~5µm波段上红外辐射特征的一种高效低阻的途径。本文以收敛喷管为对象,在喷口下游布置了一对上下对称的扁平横向射流孔,数值模拟研究了两股同频横向射流之间相位差(0°,90°和180°)对下游掺混与红外抑制的影响规律。结果表明,脉动横向射流诱导产生的流向涡强化了掺混,不同横向射流之间的相位差会使涡对出现的时间与空间复杂交错,可以充分卷吸气流,加强尾喷流与外界大气的掺混。而相位差的优化设计可以进一步提高涡对之间的掺混增益,增强红外抑制效果的作用。与Δφ=0无相位差状态相比,随着相位差增大,红外抑制效果逐渐增强。相位差为π时,掺混效果最好,高温区长度降低约14%,红外积分辐射特征最大降幅约13%,光谱辐射降幅最大可达21%,有效增强了对尾喷流的红外抑制。

为了使二元收敛喷管同时具有较优的气动特性和红外隐身效果,发展和完善了基于超椭圆截面和圆角矩形截面的二元收敛喷管型面设计方法,分析了2种截面的控制参数,采用多项式函数推导了不同类型的横截面控制参数沿程变化规律,指出了截面控制参数与其沿程变化规律之间的几何约束关系,并进行数值计算和试验分析。结果表明:采用横截面构型的二元喷管具有光顺过渡的几何外形,通过选取合适的截面控制参数和沿程变化规律,均可设计出性能较高的二元收敛喷管。

为揭示圆弧型指尖密封磨损规律,获得结构参数对其磨损特性影响规律,通过分析指尖封严的磨损过程,构建了指尖密封体积磨损量关于时间的一阶线性非齐次微分方程,求解得到指尖密封中磨损量和磨损率计算的数学计算模型,并采用所建立的数学计算模型研究了结构参数对指尖密封磨损的影响。结果表明:采用文中磨损计算结果进行泄漏特性数值计算与文献中试验结果误差小于5%,证明本文磨损计算的合理性;首次提出了磨损总量系数、磨损率系数和磨损时间系数的概念,用这三个参数表述指尖密封的磨损特性,并获得了磨损率系数、磨损时间系数随指尖片结构变化规律;指尖密封的体积磨损量和磨损率随磨损时间呈指数趋势变化;对指尖密封磨损快慢影响程度由大到小依次是:指梁厚度、指梁根圆、指梁顶圆、指梁基圆、指梁型线圆、周向角、指梁间隙。

为了预测指尖密封迟滞特性,提出了用能够直观反映指尖密封迟滞特性的最小迟滞量来表征指尖密封的迟滞,建立了指尖密封最小迟滞量计算的数学模型,确定了模型中的修正系数,并进行了试验验证,采用修正后的计算模型研究并获得了结构和工况参数对指尖密封迟滞的影响规律。研究结果表明采用修正后的模型进行考虑迟滞效应的泄漏特性数值计算与试验结果误差最大为7.64%,最小迟滞量的计算模型合理可靠;指尖密封结构参数对其最小迟滞量影响程度从小到大依次为指梁型线圆、指梁间隙、指梁根圆、指梁顶圆、指梁基圆、周向角、指尖片厚度。研究结果为进一步开展迟滞对指尖密封泄漏特性影响和指尖密封结构优化设计的研究提供了依据和理论基础。

针对指尖密封提出泄漏流动和固体变形的三维双向耦合计算方法。该方法采用多孔介质模型计算密封片组泄漏流场,将流场计算得到的压力分布加载到有限元模型上进行密封的固体变形计算,再根据变形计算结果更新多孔介质模型参数,重新计算泄漏流动;如此重复,直至泄漏流动和固体变形计算均达到收敛。采用该计算方法,对不同压差下指尖密封的泄漏流动与固体变形进行计算。计算结果表明:流动与变形的耦合计算经过3次迭代达到收敛;指尖密封结构的压降、泄漏及变形主要发生在指尖靴区域,密封片组的最大变形主要取决于径向变形;当上下游压差从0.1 MPa增大至0.5 MPa,密封片的最大径向变形增大约2%,最大轴向变形增大约400%,泄漏量增大约130%。

利用大涡模拟对中等半径比内轴高旋圆柱间湍流场进行了数值模拟。半径比为0．83，形状比为6，侧墙为静止侧墙、旋转侧墙及无剪切力侧墒3种边界条件。模拟结果表明，大涡模拟对该类问题有较强的预报能力。侧墙静止时，涡流始于靠近侧墙的左下方和右下方位置，然后涡心向上向中间移动，涡胞逐渐变大，外轴上形成众多小涡，小涡的涡心向下移动涡胞变大，最后涡胞混合在一起，充满整个轴间。侧墙旋转时，涡流始于靠近侧墙的左上方和右上方位置，然后涡心向上向中间移动。涡胞逐渐变大，外轴上形成众多小涡，小涡的涡心向下移动涡胞变大，最后涡胞混合在一起，充满整个轴间。在无剪切力侧墙边界条件，涡流场形成过程与侧墙旋转时形成过程相似。轴间流场最终形成固定数量的涡胞，且随着时间的推移，各个涡胞呈现此消彼长的局面...