灭火系统是飞机安全保障的重要组成部分,其对飞机的安全性有着至关重要的作用。由于飞机对于安全性和经济性都有着非常严苛的要求,相应的对灭火系统的可靠性和经济性也提出了很高的要求。而灭火喷嘴作为飞机灭火系统的重要部件之一,其严重影响到灭火剂的释放特性,进而对整个系统的灭火效率产生极大的影响。为此,本文围绕扩张型气体灭火剂喷嘴释放特性问题,通过数值模拟实验,细致研究喷嘴出/入口面积比、长径比、粗糙度、截面扩张角等关键参数对喷嘴释放特性的影响规律,并对各因素影响喷嘴释放特性的机制进行研究。首先,通过实验方法确定了灭火剂稳态条件流动下模型的入口边界条件,以halon1301为例,依据前人经验植入了液态灭火剂的气化相变模型,并通过对比其气态密度仅随温度变化的模型与气态灭火剂及驱动氮气同时设置为理想气体的组分模型,获得了更为准确的模拟结果。将模拟结果与实验值、文献报道比较,表明了该模型具有较好的准确性及有效性。其次,基于稳态条件下灭火剂喷嘴释放特性的三维仿真模型,探究了突扩和渐扩两种扩张型喷嘴的出/入口面积比、长径比、粗糙度和扩张角等几何参数对喷嘴出口处压力、速度等释放特性的影响规律,结果表明:粗糙度基本不影响喷嘴出口的速度及压力变化;随着面积比的增大,突扩型喷嘴出口处平均压力逐渐降低并趋于平缓,平均速度呈现分段变化,渐扩型喷嘴出口压力下降,到达一定值后出现回升,出口速度逐渐增大,于面积比为2时出口速度最大,随后下降;随着长径比的增大,喷嘴出口速度和压力呈分段变化;当扩张角较小时,对喷嘴释放特性的影响较大。然后,基于前述模拟结果,对喷嘴内部灭火剂流动速度和压力分布、喷嘴中轴线上流体速度和压力分布等特性进行了对比分析,并对突扩和渐扩型喷嘴内部流场进行了对比研究,对喷嘴内部流场的形成规律及各因素对喷嘴释放特性的影响机制进行了探究。结果表明:喷嘴粗糙度对喷嘴内流场结构的影响较小,出/入口面积比、长径比、扩张角分别对突扩和渐扩型喷嘴内部流场结构影响较大。最后,基于非稳态条件下灭火剂流动的三维仿真模型,通过对喷嘴内部流场结构特性的分析,初步探究了入口条件变化对突扩型喷嘴内部压力及流体速度的影响规律。结果表明:灭火剂释放初期喷嘴内压力与速度上升速度极快,于稳定释放阶段时,喷嘴内流场结构与稳态条件下的研究结果一致,灭火剂释放完毕后,喷嘴内压力持续下降,速度出现骤升,随后缓慢下降。