基于拓扑优化的类翼型扰流元件空气引射器性能分析

摘要

针对传统空气引射器引射率较低的问题，采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化，并基于拓扑优化结果和减阻机理分析，提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场，分析了类翼型扰流元件高度和扰流元件与喷嘴喉部距离对引射器性能的影响。结果表明：扰流元件与引射器壁面形成二次喷嘴效应，工作流体流出喷嘴后会继续加速，压力进一步降低，与引射流体驱动压差增大，使引射率显著提升；引射率随类翼型扰流元件高度增大而增大，随着扰流元件与喷嘴喉部的距离增加，引射率先增大后减小；相比于传统引射器，新型空气引射器引射率可提高146%～224%;当类翼型扰流元件的高度为3.3 mm、扰流元件与喷嘴喉部最佳距离为0.8 mm时，引射率达到最大值2.07。

关键词

类翼型扰流元件 / 拓扑优化 / 空气引射器 / 引射率 / 数值模拟