● 摘要
激波反射是超音速流场中存在的一种典型流动现象。众所周知,可能发生的激波反射类型有两种:正规反射(RR)和马赫反射(MR)。在过去的一个世纪中,研究者对正规反射和马赫反射过渡中的迟滞过程极为关注。迟滞过程的存在对超音速和高超音速飞行器的设计提出了新要求,这是由于不同的流场将导致不同的流动特性,从而极大影响了燃烧过程和飞行器的整体性能。 本文采用有限差分法数值求解Euler方程组,空间离散采用二阶迎风TVD格式,针对定常情况和非定常情况,时间迭代分别采用隐式LUSGS方法和显式Runge-Kutta方法,对激波反射模式中的迟滞现象进行数值模拟研究。 首先,验证了定常流动中正规反射和马赫反射过渡过程中的迟滞现象。接着对这一过程进行了非定常的数值模拟研究,与定常情况相比有极大的不同。同时讨论了过渡过程中的一些特殊流动结构。 其次,由于在双解区域中正规反射和马赫反射都是物理解,引入一些人工控制措施来实现正规反射和马赫反射的相互转化。在本文中,垂直于壁面射入超音速主流的喷流实现了正规反射向马赫反射的转化,而在马赫杆后垂直壁面的亚音速抽吸实现了马赫反射向正规反射的转化。
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