孔令轩，宋文艳

（西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072）

超声速扩压器位于风洞试验段之后，相当于倒置的拉法尔喷管，超声速气流通过收缩段减速增压，在二次喉道处马赫数略大于1，然后通过扩张段继续减速增压。由于二次喉道处气流速度远低于试验段出口，经过激波串之后总压损失较小，这样能够降低风洞运行压比，所以直接关系着风洞运行的经济性[1]；二次喉道中激波串的位置可以向上下游移动，反压升高时，激波串向上游移动，二次喉道的存在使得风洞能够在较广的范围内正常工作。

然而二次喉道扩压器实际起动过程中存在超声速流在逆压梯度环境下转化成亚声速，存在激波-边界层-流动分离之间的相互作用，管道内减速-加速-再减速的激波串结构[2]呈现出非常复杂的特点，理论计算方法无法准确地描述该流动过程，试验方法亦有其局限性并且成本较大。利用CFD数值模拟能够很好地分析这一过程。

针对超声速扩压器内流动现象，Carroll[3]通过试验方法测量了流场中速度分布并采用多种数值数值方法进行了模拟；Neumann[4-5]等人在探索风洞设计过程中对超声速内流激波串、激波串和边界层干涉现象进行了理论和数值研究，对激波串现象进行了初步的阐释；Matsuo[6]等人对内部流动中激波链和伪激波链生成的机理和过程进行了深入的研究，对气流经过激波链壁面压力、中心压力及其他参数变化做了细致的分析，发现边界层多次分离，超声速区域通过粘性剪切层过渡到亚声速现象，将激波串和混合区域统称为伪激波。……