蓝天 周成思

【摘 要】对民用飞机辅助动力装置（APU）排气尾迹影响区域进行了研究，通过三维数值分析方法，采用商业CFD计算软件Fluent，选用Standard k-omega湍流模型，计算分析了某新型飞机APU排气尾迹的温度和速度分布；以及在某改装方案中APU向下排气尾迹对地面产生的影响，为方案评估提供依据。

【关键词】民用飞机；APU；排气尾迹；喷流；CFD

中图分类号： V223.9 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）24-0040-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.020

【Abstract】In order to study civil airplane Auxiliary Power Unit （APU） Exhaust Plume influence area， three dimension numerical computation are used based on commercial CFD software Fluent. A new type airplane APU exhaust Plumes temperature and velocity field were calculated by chosen Standard k-omega turbulent model. And we also calculated the APU exhaust downward plume for certain test configuration purpose， and provided a support for this test configuration evaluation.

【Key words】Civil airplane； APU； Exhaust plume； Jet flow； CFD

0 引言

辅助动力装置（Auxiliary Power Unit，简称APU），是一台小型燃气涡轮发动机，其主要功能是为飞机提供引气和发电，目前在商用运输类飞机中运用十分广泛，是现代民用客机必不可少的机载系统。它通常布置在飞机的尾部，APU产生的高温热排气直接从飞机尾锥末端排出。对于APU排气系统设计的主要要求是（1）应尽可能使APU排气顺畅，减少排气损失，因此通常采用直管排气；（2）热气排放过程中应确保安全，不能在机身内或机身外引起着火，热排气也不能对地面人员产生危害，因此通常向后、向侧或斜向上排气。在现有民用客机的维修手册通常也会给出APU热排气的影响区域，供地面人员进行安全地维修和机务工作。

本文对某新型飞机设计构型的APU热排气迹进行了CFD数值模拟分析，得出了设计构型下热排气尾迹的温度分布和速度分布。同时，本文对某改装构型APU向下排气的方案进行了计算分析，得出了APU向下排气构型的温度分布和速度分布，给出了对地面人员的安全区域，为改装方案的评估提供了依据。

1 计算模型

采用Fluent软件的求解器对计算域进行数值模拟，求解粘性定常三维N-S方程组。……