隔离段内激波串形态与特性研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zilong2006min
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隔离段作为超燃冲压发动机的关键部件之一,它需要能有效阻隔燃烧室高反压对进气道的影响。其内部流场结构复杂,多波系与边界层相互作用形成复杂的激波串结构。本文实验与数值相结合研究了隔离段内流动特性,比较了不同扩张方式隔离段和等直隔离段的流场差别,数值探讨了入口斜激波入射的非均匀来流条件对隔离段流场结构和抗反压能力的影响。研究发现即使是流动条件和几何条件都对称的情况下,隔离段内也会出现非对称的流场结构。激波串结构的形态受来流与出口背压条件的共同影响。来流马赫数较小,无论反压大小如何,隔离段内的激波串形态都是对称的;随来流马赫数增大,在一定反压条件下出现非对称的激波串结构,非对称的激波串结构导致抗反压能力明显下降。在某些较高反压条件下,流场甚至出现非定常的振荡特性,同时还分析了引起振荡的原因以及振荡特性。   本文研究了扩张角和后台阶构型的不同通道扩张方式对隔离段激波串特性的影响,总体上这两种扩张方式都削弱了隔离段的抗反压能力。特别是扩张角的情况,激波串更易出现非对称结构,且分离区更加容易传递到上游。后台阶处较大的分离区导致出口反压直接传递并作用到了后台阶之前的部分,相当于采用短的等直隔离段的情形,因此抗反压的能力减弱。来流带有激波入射时隔离段的流动特性将发生较大变化。其激波串结构的非对称性更强,表现为激波串与反射激波相交的一侧起始点更靠上游,导致抗反压能力下降。随反压增加出现激波串的翻转,激波串的形态也发生变化。入口激波入射点高度的增加以及入射激波强度的增大都将减弱隔离段的抗反压能力,但入射点高度的影响更大。通过以上研究,深入认识了隔离段激波串形态及影响规律,为提高抗反压能力构型设计奠定了基础。
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