题目：流向涡和激波相互作用及在超燃中的应用研究

超燃冲压发动机是实现高超声速飞行最为理想的动力形式之一，应用前景十分广阔。在超燃冲压发动机众多关键技术中，燃烧室技术是其中的难点。由于超燃冲压发动机燃烧室中气流超声速流动的特点，要想在其中实现燃料的掺混、点火和稳定燃烧十分困难。涡和激波的相互作用是流体力学研究中的一个热点，这与其在工程中广泛而深刻的应用背景以及在理论研究中的重大价值是分不开的。在激波与旋涡的相互作用过程中，旋涡经过激波后的破碎始终是研究的重点。流向涡和激波相互作用后形成的回流区对增进发动机内燃料与空气的掺混、进行超燃稳定燃烧有重要指导意义。本文利用Fluent软件，针对流向涡和斜激波的作用进行了模拟，其中流向涡是利用Fluent中的UDF功能实现的。研究发现，流向涡和斜激波的强度都对涡/波作用有很大的影响，其中涡核中心的速度与来流速度的比值φ影响最大，φ越小越容易发生强涡/波作用。本文还在马赫数3的工况下，模拟了翼尖涡和斜激波的作用，结果表明，翼的攻角在5°到10°之间能形成稳定的翼尖涡，并且10°攻角的翼尖涡强度较大。在翼攻角为10°时，能与合适的斜激波发生强作用，产生涡破碎，形成自由回流区。在能产生涡破碎的气动工况下，模拟了涡/波作用对超燃燃料的掺混的影响，并进一步模拟了涡/波作用进行超燃稳定燃烧的研究。结果表明，涡/波作用能有效促进超燃燃料掺混，实现超燃点火及稳定燃烧。论文最后在北航超燃直连试验台上，利用彩色纹影法对涡/波作用进行了冷流试验研究，试验中观察到了翼尖涡和斜激波的弱作用、中等作用和强作用。