甘才俊，魏连风，李 烺，马汉东，熊红亮

（中国航天空气动力技术研究院，北京 100074）

0 引言

可压缩混合层是一类典型的剪切流动。对这一问题的研究为理解和解决新一代超燃冲压发动机中的燃料混合效率低下、武器投射系统存在的气动光学效应问题（取决于密度场分布）具有很重要的现实意义。

在混合层初始发展阶段，一个主要特征是流场会出现由Kelvin－Hehnholtz波或弱非线性扰动诱发的大尺度结构［1－2］，这些混合层中大尺度结构的运动和演化控制着超－亚声速来流的卷入和在剪切层内的混合［3］。目前对这类结构的发展和演化（如具有弱可压缩效应［4］的混合层在空间发展时会出现涡卷起、对并、破碎等现象）、产生机理以及混合层的速度脉动场特性已经进行了广泛的研究，发表了大量文献。但对这类结构存在时，混合层内及其与超－亚声速来流的交界面附近湍动能如何维持，以及这类大尺度结构对交界面湍动能特性产生怎样的影响还没有进行研究。而交界面的湍动能特性将有助于揭示自由流参与混合的情况，为流动增混措施的研究提供帮助。

由于具体实验条件（如：对流马赫数、雷诺数、扰动特性，等等）彼此不完全相同，这样不同实验给出的大尺度结构出现的具体位置有所不同；数值计算也无法完全模拟包括来流扰动、喷管流场在内的实验条件；此外在面对非线性的Navier－Stokes方程时理论分析取得的结果也很有限，因此根据已有文献无法给出大尺度结构出现和消失的具体位置，为此我们首先利用粒子示踪和纹影技术对可压缩混合层（Mc＝0.38）进行观察，确定大尺度结构的存在区域，再利用PIV 技术对这一区域进行定量测量。……