在爆轟推進(jìn)技術(shù)的有關(guān)研究中,形成穩(wěn)定的爆轟波對(duì)于爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定推力至關(guān)重要.通過理論推導(dǎo)確定了斜爆轟角與來流馬赫數(shù)間的曲線關(guān)系,并給出臨界馬赫數(shù).進(jìn)一步采用一步總包反應(yīng)模型,開展近臨界馬赫數(shù)條件下有、無黏性擴(kuò)散的斜爆轟大尺度數(shù)值模擬.針對(duì)臨界馬赫數(shù)近CJ特征的斜爆轟,有、無黏性兩種情況下的模擬結(jié)果表明,近臨界馬赫數(shù)條件下斜爆轟存在CJ爆轟上行現(xiàn)象,爆轟駐定后,具有全局波動(dòng)特征. 

【文章來源】：北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Ma=9.5黏性斜爆轟(θ=30°)

在楔形斜面上設(shè)定一個(gè)量綱一化的大小800×600矩形域,由于氣流以超聲速傳播,會(huì)在楔面上方形成一道以頂點(diǎn)為起點(diǎn)的斜激波,斜激波誘導(dǎo)可燃混合氣體發(fā)生燃燒反應(yīng),在下游形成復(fù)雜的斜爆轟結(jié)構(gòu). 為方便數(shù)值模擬,將坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)使之與楔面方向一致(如圖1). 通過改變?nèi)肓黢R赫數(shù)來模擬固定楔形角為30°的斜爆轟. 空間離散采用基于WENO保守有限差分格式的5階局部特征方法,時(shí)間離散采用3階TVD Runge-Kutta時(shí)間離散. 并用數(shù)值算例驗(yàn)證了相對(duì)網(wǎng)格分辨率和保正數(shù)值格式的正確性[17].2.2 收斂性驗(yàn)證

采用20,40及80 pts/L1/2(L1/2為半反應(yīng)區(qū)厚度)3種網(wǎng)格精度對(duì)Ma=12,楔面角30°的2維無黏斜爆轟進(jìn)行收斂性驗(yàn)證. 由圖2可知,當(dāng)網(wǎng)格精度增加到80 pts/L1/2,發(fā)現(xiàn)爆轟結(jié)構(gòu)變化很小,表明40 pts/L1/2的模擬結(jié)果收斂于80 pts/L1/2時(shí)的結(jié)果. 因此,40 pts/L1/2網(wǎng)格精度能夠捕捉斜爆轟結(jié)構(gòu)特征及爆轟角. Choi與Kim等[18]采用3階MUSCL-TVD方案對(duì)對(duì)流通量進(jìn)行了離散化,網(wǎng)格精度為40 pts/L1/2能夠滿足斜爆轟模擬要求. 由于目前的數(shù)值模擬采用的格式為5階WENO計(jì)算格式,占用較少網(wǎng)格就能達(dá)到較高精度,且經(jīng)過驗(yàn)證其精度可以達(dá)到5階3維爆轟[19]. 高網(wǎng)格精度下接觸面會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)渦,Choi及Kim等[18]進(jìn)行了詳細(xì)的討論. 本模擬對(duì)于高馬赫數(shù)條件下的斜爆轟進(jìn)行模擬,高過驅(qū)度會(huì)抑制接觸面上的不穩(wěn)定特征,因此小尺度渦不會(huì)出現(xiàn)[20].3 數(shù)值結(jié)果分析和討論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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