超燃冲压发动机隔离段内附面层∕激波串相互干扰研究

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1、第36卷第2期2010年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．36，No．2Apr．2010超燃冲压发动机隔离段内附面层／激波串相互干扰研究冯锦虎1，高峰2，何至林z(193605部队；2空军工程大学导弹学院，陕西三原713800)摘要：隔离段内激波串的产生和发展以及激波／附面层相互干扰现象是极为复杂的，有效地进行激波串的组织是研究隔离段的关键所在，而其性能的好坏直接影响着超燃冲压发动机的性能。采用数值模拟的方法对不同来流附面层厚度工况的二维轴对称隔离段内流场流动特性进行了数值计算，分析了附面层，激波相互作用机理和附面层对隔离段激波串及隔离段性能的影响。结构表明

2、：压缩一膨胀一再压缩一再膨胀⋯⋯的气流流动挤压过程导致激波串的形成，逆压梯度的存在构成了附面层分离；附面层厚度的增加影响着激波串起始位置和结构；随着附面层厚度的增加，出口总压恢复系数和质量平均马赫数降低，且随着反压增大，变化趋势趋于明显。关键词：超燃冲压发动机；隔离段；激波串；附面层；流场；数值模拟中图分类号：V235文献标识码：A文章编号：(2010)02-0005--05Investigationofboundarylayer／shockwavetrain■^●1interterenceinascramletisolatorFengJinhul，GaoFen92，HeZhilin2(1．A

3、rmy93605；2．TheMissileInstituteofAirForceEngineeringUniversity，Shaanxi713800,China)Abs嘲：Theoccuraneeandthedevelopmentoftheisolatorshockwavetrainandtheinteger-eucephenomenonofshockwave／boundarylayeraleverycomplicated．Thenumericalmethodwa8usedtosimulatethecharacteristicsofthetwo-dimensional-axis-symmet

4、ryisolatorinternalflowfieldsunderdifferentincomingairflowboundarylayerthickness，theinterferencemechanismofshockwave／boundarylayerandtheinfluenceoftheboundarylayerontheisolatorshockwavetrain收稿日期：2009-09-01；修回日期：2010--03—10。基金项目：空军工程大学导弹学院“研究生学位论文创新基金”(DY09204)。作者简介：冯锦虎(1984_—)，男，硕士，研究领域为航空宇航推进理论与工程。6

5、火箭推进2010年4月andtheperformanceoftheisolator．Thecomputationalresultsshowthattheperiodicalexpansionandthecompressionresultsintheformationoftheshockwavetrainandtheexistenceofthenegativepressuregradientshaveinfluenceupontheboundarylayerseparation．Thelocationandthestructureoftheshockwavetrainaleeffectedbyt

6、heincomingairflowboundarylayerthickness．Withthein-creaseoftheboundarylayerthickness，thetotalpressurerecoverycoefficientandaverageMachnumberatoutletdecrease．Thisvariationismoresignificantwiththebackpressureincreasing．K何words：scramjet；isolator；,shocktrain；boundarylayer；flowfield；numericalsimulationO引言

7、隔离段是超燃冲压发动机的重要组成部分，是进气道与燃烧室之间的气动热力缓冲段，对超音速飞行器实现安全稳定飞行有着极其重要的作用。激波与附面层相互干扰现象会在很多流场中出现，它们主要分为两类：一种是所谓的“外流”，如机翼、飞机机体和弹体等；另一种是“内流”，如超燃冲压发动机的隔离段、超音速风洞扩压器、激波管、超音速尾喷管等。“外流”的激波与附面层相互干扰主要会受到波前参数和几何体构型的影响；而“内流”