隔离段内激波串受稳态和脉动背压影响的数值研究

作     者：詹王杰 严红 ZHAN Wang-jie;YAN Hong

作者机构：西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 陕西省航空发动机内流动力学重点实验室陕西西安710072 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2021年第42卷第5期

页      面：980-990页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11672242) 

主　　题：隔离段 激波串 稳态背压 脉动背压 自激振荡 共振 

摘      要：为了加深对背压影响下的隔离段工作特性的认识,基于非稳态雷诺平均的Navier-Stokes方程,探究在来流Ma=2.94条件下隔离段内激波串在稳态背压、脉动背压与共振状态下的振荡特性。结果表明:隔离段激波串的自激振荡频率受稳态背压大小的影响,激波串在9倍和10倍来流静压的稳态背压条件下会产生频率分别为506Hz和454 Hz的自激振荡,且激波串前缘位置呈周期振荡。在脉动背压条件下,激波串运动受脉动背压和自激振荡的共同作用,产生多个主导频率;当脉动背压振荡频率与自激振荡频率相近时,激波串运动达到共振状态,主要体现在激波串振幅的增强,振幅大小可以达到管道长度的33.5%,而受到100Hz的低频脉动背压影响时,振幅大小为管道长度的24%;同时共振状态下隔离段内上游的压升较受100Hz低频脉动背压影响下的压升更高;针对出口脉动背压的相位变化对共振状态下激波串运动的研究表明,相位变化对激波串运动的振幅几乎没有影响。