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题名椭圆内聚激波面间断化过程的激波动力学分析
被引量：2
- 1
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作者
司东现
李祝飞
姬隽泽
张恩来
杨基明
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机构
中国科学技术大学近代力学系
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期195-207,共13页
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基金
国家自然科学基金(11872356,11772325,11621202)。
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文摘
针对椭圆内锥几何约束下激波的非均匀汇聚问题,利用高超声速等价原理,将三维定常椭圆内锥激波转化为二维非定常椭圆内收缩运动激波。根据激波动力学原理,发展出一种既能得到非定常激波面演变过程及参数分布,又能沿着激波面追踪扰动传播过程的“波面-扰动追踪法”。该方法不仅具有快速预测激波非均匀汇聚及其演变过程的特点,而且有助于揭示激波面从连续弯曲演变出间断的内在机理。研究表明:初始沿周向强度均匀,而几何形状偏离轴对称的椭圆内聚激波受到自身产生的非均匀“Shock-Compression”扰动,在向中心汇聚的过程中,激波强度非均匀性出现且不断加剧。由于长轴附近的激波面曲率大,激波强度增长得更快。而激波强度的非均匀性会导致扰动的聚集,使得原本连续光滑的激波面出现间断,进而将初始长、短轴附近的激波面分割为强、弱两对激波段。增大长短轴比,椭圆激波的非均匀性演化更快,激波面更早地出现间断。利用“波面-扰动追踪法”对椭圆激波汇聚过程进行分析,为解决三维定常内锥激波的非均匀汇聚问题提供了新的途径。
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关键词
高超声速
激波动力学
波面-扰动追踪法
非均匀汇聚
间断化
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Keywords
hypersonic
shock dynamics
shock front-disturbance tracking method
non-uniform convergence
discontinuity
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分类号
V211.48
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O354.5
[理学—流体力学]
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题名内聚锥形激波的非均匀强化与结构演变特征
被引量：3
- 2
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作者
姬隽泽
张恩来
司东现
李祝飞
杨基明
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机构
中国科学技术大学
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出处
《气体物理》
2021年第3期1-14,共14页
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基金
国家自然科学基金(11872356,11772325,11621202)。
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文摘
以高超声速内转式进气道流动中的激波汇聚问题为背景,考虑工程实际中的来流和壁面几何条件这两个关键因素,分别提出了以来流攻角为研究参数的非轴向来流内锥流动模型,和以长/短轴比为研究参数的椭圆入口内锥流动模型.采用激波风洞实验观测和数值模拟相结合的方法,揭示了两类流动中激波的非均匀汇聚特征.结果表明由来流攻角引起的激波初始沿周向强度分布的不均匀性会在汇聚过程中被放大,迎风面和背风面的激波差异不断加剧;来流攻角越大,初始激波强度不均匀性越强,在汇聚过程中激波面越容易出现不连续的拐折,且出现拐折后激波的汇聚效应会被削弱.由椭圆入口形成的等强度激波在初始时周向的几何不均匀性使激波在汇聚过程中出现沿长/短轴方向的强度差异,激波沿长轴方向上的强度增加更迅速;椭圆长/短轴比越大,激波初始几何不均匀性越强,在汇聚过程中长/短轴两个方向激波强度差异凸显得越快,波面越容易出现不连续的拐折,进而削弱激波的汇聚.在偏离轴对称达到一定程度时,这两种条件下的激波汇聚都会出现汇聚中心处从Mach反射向规则反射的转变.
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关键词
锥形激波
非均匀汇聚
内转式进气道
来流攻角
椭圆入口
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Keywords
conical shock wave
non-uniform convergence
inward turning inlet
angle of attack
elliptical inlet
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分类号
O354.5
[理学—流体力学]
V211.48
[理学—力学]
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