来流导致的火箭发动机喷焰红外辐射强度不确定度量化分析

作     者：肖智茹 牛青林 王振华 董士奎 Xiao Zhiru;Niu Qinglin;Wang Zhenhua;Dong Shikui

作者机构：中北大学机电工程学院山西太原030051 北京环境特性研究所光学辐射重点实验室北京100854 哈尔滨工业大学工信部空天热物理重点实验室黑龙江哈尔滨150001 

基　　金：国家自然科学基金(52006203,U22B2045) 山西省回国留学人员科研资助项目(2021-113) 装备预先研究领域基金(80916010304) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2023年第52卷第4期

页      码：41-50页

摘      要：在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中,由于弹道参数的不确定性因素存在,会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象,以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量,采用拉丁超立方试验设计样本,开展喷焰反应流场与红外辐射特性计算,获得各样本点对应的喷焰红外辐射响应值,利用非嵌入混沌多项式(No-intrusive Polynomial Chaos,NIPC)方法构建代理模型,采用响应面法求解NIPC多项式系数,基于统计参量研究各参量对红外辐射信号的不确定度和敏感性。结果表明来流特性引起的辐射强度不确定度与波段的选取有较高的关联度。来流速度对光谱辐射强度的灵敏程度最高,来流压力和攻角次之,来流温度的影响可忽略不计;来流速度对2.5~3.2、2.8~3.0μm谱带内的辐射强度敏感,主Sobol指数占比均在80%左右,来流压力对4.35~4.65μm波段辐射强度的影响占比为70%;各参数间的耦合作用对喷焰红外辐射的影响不高于4%。该研究可为火箭发动机尾喷焰红外辐射准确预估和置信度评估提供理论支撑。

主 题 词：来流参数 尾喷焰 NIPC 红外辐射 不确定度 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20220621

馆 藏 号：203121193...