方宜申 胡宗民 滕宏辉姜宗林

(中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室，北京100190)

(中国科学院大学工程科学学院，北京100049)

圆球诱发斜爆轰波的数值研究1)

方宜申 胡宗民 滕宏辉2)姜宗林

(中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室，北京100190)

(中国科学院大学工程科学学院，北京100049)

斜爆轰发动机是飞行器在高马赫数飞行条件下的一种新型发动机，具有结构简单、成本低和比冲高等优点.但是斜爆轰发动机的来流马赫数范围广，来流条件复杂，为实现斜爆轰波的迅速、可靠引发，采用钝头体来诱发.利用Euler方程和氢氧基元反应模型，对超声速氢气/空气混合气体中圆球诱导的斜爆轰流场进行了数值研究.不同于楔面诱发的斜爆轰波，球体首先会在驻点附近诱发正激波/爆轰波，然后在稀疏波作用下发展为斜激波/爆轰波.模拟结果显示，经过钝头体压缩的预混气体达到自燃温度后，会出现两种流场：当马赫数较低时，由于稀疏波的影响，燃烧熄灭，钝头体下游不会出现燃烧情况；而当马赫数较高时，燃烧阵面能传到下游.分析表明，当钝头体的尺度较小时，驻点附近的能量不足以诱发爆轰波，只会形成明显的燃烧带与激波非耦合结构；当钝头体的尺度较大时，流场中不会出现燃烧带与激波的非耦合现象，且这一特征与马赫数无关.通过调整球体直径，获得了激波和燃烧带部分耦合的燃烧流场结构，这一流场结……