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装甲车辆动力舱温度场与红外辐射特性

2018-10-19骆清国

装甲兵工程学院学报 2018年4期

赵 耀, 骆清国, 鲁 俊, 桂 勇

(陆军装甲兵学院车辆工程系, 北京 100072)

红外制导反坦克武器是装甲车辆的重要威胁,而安装在装甲车辆动力舱内的发动机、传动装置等是重要的产热源,其过高的温度会产生3~5 μm和8~14 μm两个大气窗口的红外射线,进而导致装甲车辆极易被红外探测装置侦察到。因此,有必要对装甲车辆动力舱的温度分布进行研究,并分析影响红外辐射特征分布的因素,从而对装甲车辆动力舱的结构进行针对性的改进,以有效抑制动力舱红外辐射,提高装甲车辆的战场生存率[1-6]。

笔者从传热学和计算流体力学的基本理论出发,综合考虑外部太阳辐射和装甲车辆动力舱内部产热部件热辐射的作用,首先,采用Fluent软件建立动力舱冷却空气流动数值计算模型,对动力舱内外流场与结构温度场进行耦合计算;然后,利用逆向蒙特卡罗法得到动力舱光谱辐射特性,并通过实车试验验证方法的可靠性;最后,分析不同因素对动力舱红外辐射特征分布的影响,为装甲车辆红外隐身改进提供理论参考。

1 红外辐射特征数学模型

1.1 动力舱冷却空气漏孔值计算模型

湍流流动是高度非线性的复杂流动,本文利用Fluent中的SST模型对动力舱的内外流场流动进行模拟,运动方程为

(1)

。

(2)

式中:ρ、x、u分别为流场流体密度、位移和流速;t为模型计算时间;Gk、Γk、Yk和Sk分别为流速梯度引起的湍动能k的产生项、有效扩散项、发散项和自定义的源项;Gω、Γω、Yω、Sω和Dω分别为湍流频率ω的产生项、有效扩散项、发散项、自定义的源项和正交发散项。……

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