為研究斜劈誘導(dǎo)斜爆轟波的波陣面彎曲效應(yīng),以期為斜爆轟的不穩(wěn)定性及其演化規(guī)律提供新的見解,基于加權(quán)本質(zhì)無振蕩（WENO）格式空間離散和附加Runge-Kutta方法時(shí)間離散的求解器,針對(duì)不同的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)（釋熱量、放熱速率和化學(xué)反應(yīng)區(qū)參考長(zhǎng)度）條件,開展斜爆轟波的數(shù)值計(jì)算研究。結(jié)果表明斜爆轟波沿波陣面的波角變化可分為3個(gè)區(qū)域:區(qū)域Ⅰ,波角平滑減小;區(qū)域Ⅱ,波角躍升后衰減;區(qū)域Ⅲ,波角有規(guī)律振蕩。波陣面法向速度-曲率關(guān)系在區(qū)域Ⅰ呈現(xiàn)準(zhǔn)垂直直線變化趨勢(shì),并伴隨著爆轟波強(qiáng)度的不斷衰減;在區(qū)域Ⅲ則呈現(xiàn)出"D"形曲線,即由極曲線段、光滑水平變化段和擬線性變化段組成,為類胞格結(jié)構(gòu)的周期性演變;區(qū)域Ⅱ可認(rèn)為是以上兩個(gè)區(qū)域特征的耦合。不同的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)對(duì)斜爆轟波波陣面的彎曲效應(yīng)影響存在較大差別。 

【文章來源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

圖２不同放熱量下的β－θ極曲線圖Ｆｉｇ．２Ｐｏｌａｒｄｉａｇｒａｍｏｆβ－θｆｏｒｖａｒｉｏｕｓａｍｏｕｎｔｓｏｆｈｅａｔ

炸反應(yīng)系統(tǒng)的爆轟波傳播特性提供新的認(rèn)識(shí)［１８－１９］。目前對(duì)ＯＤＷ波陣面的非穩(wěn)定性已開展了較為充分的數(shù)值計(jì)算研究，發(fā)現(xiàn)了ＯＤＷ的兩種類胞格結(jié)構(gòu)，但對(duì)整個(gè)波陣面的幾何特性以及波陣面的Ｕｎ－κ關(guān)系較少關(guān)注。本文在不同化學(xué)反應(yīng)參數(shù)（釋熱量、釋熱速率和化學(xué)反應(yīng)區(qū)參考長(zhǎng)度）條件下，開展斜劈誘導(dǎo)斜爆轟波的高精度數(shù)值計(jì)算。分析沿波陣面的波角變化趨勢(shì)和Ｕｎ－κ關(guān)系，以期對(duì)斜爆轟波陣面的類胞格結(jié)構(gòu)和其不穩(wěn)定性的演化機(jī)制加深理解。圖１延遲斜爆轟波的數(shù)值計(jì)算物理模型和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｎｕｍｅｒｉ－ｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｅ－ｌａｙｅｄｏｂｌｉｑｕｅｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｗａｖｅ１數(shù)值方法與物理模型１．１控制方程和計(jì)算方法本文計(jì)算用求解器為自主編寫，可開展多塊計(jì)算域的高精度數(shù)值計(jì)算，控制方程是帶兩步化學(xué)反應(yīng)的二維歐拉方程，未考慮黏性效應(yīng)，其在貼體坐標(biāo)系下形式為?珡Ｗ?ｔ＋?珚Ｆ?ξ＋?珚Ｇ?η＝珔Ｓ（１）式中：珡Ｗ＝Ｊ－１Ｗ，珚Ｆ＝Ｊ－１ξｘ（Ｆ＋ξｙＧ）珚Ｇ＝Ｊ－１ηｘ（Ｆ＋ηｙＧ），珔Ｓ＝Ｊ－１烅烄烆Ｓ（２）直角坐標(biāo)系（ｘ，ｙ）到貼體坐標(biāo)系（ξ，η）的轉(zhuǎn)換關(guān)系為Ｊ－１＝ｘξｘηｙξｙη，ξｘ＝Ｊ·ｙη，ξｙ＝－Ｊ·ｘηηｘ＝－Ｊ·ｙξ，ηｙ

航空學(xué)報(bào)１２３７０１－８陣面上的相應(yīng)點(diǎn)Ａ１～Ａ６，Ａ１～Ａ３間的Ｕｎ－κ關(guān)系近似為極曲線，與Ｙａｏ和Ｓｔｅｗａｒｔ［１６］的理論分析類似，存在一個(gè)極大曲率點(diǎn)Ａ２，位于左行橫波與ＯＤＷ波陣面作用點(diǎn)附近，此處溫度壓力由于左行橫波的作用而急劇變化，使得前導(dǎo)激波與化學(xué)反應(yīng)面高度耦合�？烧J(rèn)為Ａ１～Ａ３段連接著不完全解耦ＯＤＷ和強(qiáng)耦合ＯＤＷ，為一過渡結(jié)構(gòu)。而對(duì)于Ａ２～Ａ４段的Ａ３附近（強(qiáng)耦合ＯＤＷ），κ存在較大跨度但Ｕｎ值變化較小，Ｕｎ－κ關(guān)系呈現(xiàn)為平滑水平線，與經(jīng)典ＤＳＤ理論里理想爆轟的Ｕｎ－κ關(guān)系類似。對(duì)于Ａ４～Ａ６段，特別是Ａ５～Ａ６段，Ｕｎ－κ關(guān)系與區(qū)域Ｉ的趨勢(shì)類似，但Ｕｎ和κ值變化范圍增大，Ｕｎ－κ擬線性關(guān)系的傾斜程度更大，主要是由于前導(dǎo)激波與釋熱面解耦程度越來越大，使得ＯＤＷ強(qiáng)度減弱相較于區(qū)域Ｉ更為顯著。圖６不同化學(xué)反應(yīng)參數(shù)下的Ｕｎ－κ變化關(guān)系Ｆｉｇ．６Ｕｎ－κｒｅｌａｔｉｏｎｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈｅｍｉｃａｌｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用改進(jìn)的CE/SE方法模擬方管中氫氧爆轟波的穩(wěn)定傳播結(jié)構(gòu)[J]. 沈洋,劉凱欣,陳璞,張德良.  航空學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]圓盤結(jié)構(gòu)下旋轉(zhuǎn)爆震波的不穩(wěn)定傳播特性[J]. 夏鎮(zhèn)娟,馬虎,卓長(zhǎng)飛,周長(zhǎng)省.  航空學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)火焰與壓力波傳播特性[J]. 徐燦,馬虎,李健,鄧?yán)?余陵.  航空學(xué)報(bào). 2017(10)



本文編號(hào)：3020804