膨胀波干扰下的激波反射临界曲线VIP专享

Copyright ? 2012 版权所有 中国力学学会地址 : 北京市北四环西路15 号邮政编码 :100190 Address: No.15 Beisihuanxi Road, Beijing 100190CSTAM 2012-B03-0123膨胀波干扰下的激波马赫反射研究李韶光，姚瑶，高波，吴子牛清华大学航天航空学院工程力学系第七届全国流体力学学术会议2012 年 11 月 12— 14 日 广西· 桂林第七届全国流体力学学术会议 CSTAM2012-B03- 01232012 年 11 月 广西· 桂林2）Email：lisg08@mails.tsinghua.edu.cn 膨胀波干扰下的激波马赫反射研究李韶光 *,2)，姚瑶 +，高波 *，吴子牛 ** （清华大学航天航空学院工程力学系，北京海淀区 100084 ）摘要 超音速进气道在超额定状态下，唇口膨胀波会与外压缩激波发生干扰，进而对外压缩激波在唇口上的反射类型和反射结构产生影响。本文考虑了唇口膨胀波对外压缩激波的干扰，得到了不同唇口膨胀角下的激波反射临界曲线，并进行了数值验证。我们发现，在相同的来流马赫数和楔角楔长等条件下，不同的唇口膨胀角会产生不同的激波反射类型。针对马赫反射三叉点在唇口膨胀波之后的情况，通过进一步考虑各种膨胀波和压缩波的干扰，用理论的方法预测了唇口膨胀波干扰下激波马赫反射的波系结构，包括马赫杆的高度、反射激波和滑移线的位置和形状等，并与CFD 结果有很好的吻合。关键词膨胀波，激波，临界曲线，马赫反射，波系结构引言超燃冲压发动机进气道内存在着丰富的激波反射现象。在超音速飞行器不同的飞行状态下，进气道的外压缩激波会打在不同的位置。当外压缩激波打在唇口点之后时（图1），它会受到唇口膨胀波的干扰，并对其反射类型和反射结构产生影响。本文将对这一情况展开研究。图 1 进气道非设计状态示意图众所周知，激波反射存在两种反射类型，正规反射 (RR)和马赫反射 (MR) ，如图 2 所示。RR 由入射激波 i 和反射激波 r 组成； MR 中，入射激波 i ，反射激波r ，马赫杆 m 和滑移线s相交于三叉点T，形成三激波结构。图 2 正规反射与马赫反射示意图Von Neumann[1,2] 针对 RR 和 MR 提出了二激波理论和三激波理论，并给出了判断RR-MR相互转捩的两个临界条件，脱体条件和压力平衡条件（也称von Neumann 条件）。给出了激波反射类型区域的划分，横轴0M为来流马赫数 ，纵轴w 为尖楔楔角。von Neumann 条件由N 表示，该曲线下面的区域只可能出现RR ；脱体条件由D 表示，该曲线上面的区域只可能出现...