低能量高超声速双楔流前夹角的稳定相互作用的演化与突变
流体动力学
2025-02-21 v1
摘要
我们对低能量高超声速双楔流配置中前夹角 的稳定相互作用结构的演化与突变进行了数值研究。这一研究特别关注 Swantek 和 Austin 实验条件下 Ma=7， MJ/kg 但 Reynolds 数（Re）降低的情况。突变结构表明，当 达到临界值时，微小的夹角变化即可触发流动结构的离散转换。该分析基于层流 Navier-Stokes 方程，使用理想气体和非平衡气体模型。在 Re=1E5/m 的条件下，随着 在 0 度-40 度范围内变化，进行了详细的数值模拟。该研究得出以下发现：(a) 确定了 发生不稳定流动临界值的上限和下限。当 处于这些边界之外时，流动保持稳定。(b) 随着 的增加，相互作用模式依次演化，从 Type VI 过渡到 Type VI->V，Type III，Type IV_r，最终转为仅由 bow shock 主导的流动。该演化定义了不同相互作用模式之间的边界，提供了对其随 演变的全面理解。在 Type III 向 Type IV_r 以及从 Type IV_r 向仅由 bow shock 主导的流动之间，发生突变结构变化。此外，进行了通过冲压极线分析的比较研究，以比较其预测与计算结果。(c) 在非平衡气体流中观察到一种对分离区传输冲击波的非传统反射模式，称为 Type III_r，这与经典相互作用模式不同。(d) 获取了在各种相互作用下壁面特性的气动分布，表明在突变结构变化前后存在不同特征。
引用
@article{arxiv.2502.14186,
title = {Evolution and sudden change of steady interactions of low enthalpy hypersonic double wedge flows with fore angle},
author = {Yihui Weng and Yi Duan and Qin Li and Yunchuan Wu and Mengyu Wang and Pan Yan and Siyi Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14186},
year = {2025}
}