斜激波/射流相互作用中抬升机制的二阶增长模式
流体动力学
2020-12-02 v3
摘要
本文通过大涡模拟方法，研究了从超燃冲压发动机壁面斜坡 injector 中提取的斜激波/射流相互作用（简称 OS/JI）中超声速流向涡的抬升特性。受激氦射流在激波后即刻变形为一对流向涡并伴随一个共旋伴生涡，表现出抬升特性。基于斜激波结构坐标系的客观坐标系，发现激波诱导流向涡的三维抬升结构的本质由激波气泡相互作用（简称 SBI）结构动力学的二阶增长模式内在且精确地控制。OS/JI 与 SBI 之间惊人的相似结构支持了流向涡抬升是潜在的二维涡运动结果的命题。通过考虑第一阶段脉冲线性增长率，提出并验证了一种适用于 SBI 的改进涡传播模型。本文数值 OS/JI 案例及文献中壁面安装斜坡 injector 案例的抬升现象均在 SBI 二阶结构动力学模型下得到良好解释。该模型进一步预测，对于较高自由流马赫数（M > 5），增大斜坡压缩对提升流向涡作用甚微，而对于较低马赫数（M < 3.5）则可能出现明显抬升，这为超燃冲压发动机中基于流向涡的斜坡 injector 初步设计提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2007.05713,
title = {Two-stage growth mode for lift-off mechanism in oblique shock-wave/jet interaction},
author = {Bin Yu and Miaosheng He and Bin Zhang and Hong Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05713},
year = {2020}
}