高速风洞起动特性数值模拟

作     者：丛成华 任泽斌 李松 孙运强 CONG Chenghua;REN Zebin;LI Song;SUN Yunqiang

作者机构：南京航空航天大学航空学院非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室南京210016 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2020年第35卷第7期

页      面：1361-1368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：空气动力学国家重点实验室基金(JBKY15040205) 江苏高校优势学科建设工程资助项目 

主　　题：高速风洞 起动过程 激波结构 激波串 试验舱 收集器 溢流 非定常模拟 

摘      要：为获得高速风洞起动过程中的流场结构变化特性,采用数值模拟方法,使用二维轴对称模型对Φ0.5 m高速风洞喷管段、试验段和扩压器段的流场特性进行了研究,控制方程为黏性可压缩非定常Navier-Stokes方程。对试验段马赫数为5和10两种状态下的流场建立过程进行了对比,结果表明,在风洞起动过程中,喷管内的附面层很厚,激波与附面层相互作用形成复杂的激波结构。试验段马赫数为5时在喷管段形成正激波,试验段马赫数为10时自喷管段形成激波串,起动压比低于按照正激波理论所计算得到的压比。激波串的起动速度较正激波慢,但稳定性较正激波好。起动过程中,气流发生过度欠膨胀,波前瞬时马赫数远大于喷管的设计马赫数。喷管出口的自由射流与收集器作用复杂,收集器溢流对试验段建立稳定的流动起关键作用。