超音速扩压管中激波结构的周期性震荡现象
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- 论文作者：李庠儒 ; 何枫
- 年：2016
- 作者机构：清华大学航天航空学院流体力学研究所;
- 论文关键词：超音速内流动 ; 激波边界层相互作用 ; 激波反射
- 会议召开时间：2016-10-20
- 会议录名称：第九届全国流体力学学术会议论文摘要集
- 语种：中文
- 分类号：O354
- 学会代码：AGLU
- 会议名称：第九届全国流体力学学术会议
- 会议地点：中国江苏南京
- 主办单位：中国力学学会流体力学专业委员会
- 学会名称：中国力学学会
- 页数：1
- 文件大小：35k
- 原文格式：O
- 会议级别：全国
摘要
超音速扩压管流动在气动喷嘴、真空引射器等气动元件,超音速风洞等工程应用中广泛出现。在超音速扩压管中,经常表现出激波边界层相互作用、激波反射等复杂的流动现象。研究发现,超音速扩压管流动可以分成两个稳定的流动状态,即扩压段启动状态与扩压段不启动状态。在这两个稳定流动状态之间还存在一个过渡流动状态。在过渡流动状态下,扩压管内的超音速流动表现出周期性的震荡现象。本文对超音速扩压管流动进行了实验和数值模拟研究。利用数值模拟结果揭示扩压管内复杂的流动结构。激波之间发生相交和反射,激波与壁面边界层的相互作用会导致在壁面激波入射点处的边界层增厚,诱导边界层分离,产生回流区。在流动处于过渡状态下,壁面回流区伴随扩压管中的激波结构表现出上/下游周期性运动。壁面回流区尺寸的变化及其上/下游运动将影响扩压管内超音速流动区域,从而使扩压管入口处的激波反射结构出现常规反射和马赫反射两种激波结构周期性交替变化的现象。扩压管内流动的性质对扩压管的工作稳定性产生重大影响,通过对其内部流动特性的分析和认识,对设计和优化扩压管结构形状具有重要的参考意义。
引文