【摘 要】
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激波/附面层干扰结构是一种广泛存在于高超声速飞行器推进系统的管道中的流动结构,这种流场结构容易受到各种外部因素的影响,导致流场内流动参数极不稳定,呈现出非对称性和非定常性。这种情况会严重影响飞行器的推进系统性能,缩短器械使用寿命。因此,有必要对激波/附面层干扰结构进行更细致地研究。本文基于最小熵增原理和自由干涉理论,针对不同来流马赫数的超声速等直管道内的规则反射结构进行建模。基于斜激波串的前四道激
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激波/附面层干扰结构是一种广泛存在于高超声速飞行器推进系统的管道中的流动结构,这种流场结构容易受到各种外部因素的影响,导致流场内流动参数极不稳定,呈现出非对称性和非定常性。这种情况会严重影响飞行器的推进系统性能,缩短器械使用寿命。因此,有必要对激波/附面层干扰结构进行更细致地研究。本文基于最小熵增原理和自由干涉理论,针对不同来流马赫数的超声速等直管道内的规则反射结构进行建模。基于斜激波串的前四道激波推导出等效反压和熵增因子,建立了由流动分离诱导产生的非对称斜激波串结构与上游流场和下游扰动因素之间的关系,考虑了附面层流动特性,以此预测斜激波串结构中的上、下壁面激波角大小和上、下壁面激波起点距离,并将理论分析结果与CFD数值模拟结果进行比较。该结果与本文理论推导结果符合情况良好,验证了两种理论相结合的适用性和有效性。最后在本文理论模型的基础上解释了影响非对称规则反射激波结构的不同因素,进行了分离激波强度与主要流场参数之间的关系分析。
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