射流马赫数对圆弧形凹面腔内激波聚焦过程的影响

为研究射流马赫数对连续超声速射流对撞流场演化及激波聚焦过程的影响,保持入射导流深度L=0.00mm不变,通过更换不同的Laval喷管,对马赫数分别为Ma=1.2,1.4,1.6和1.8时的实验工况凹面腔内反射聚焦过程进行了实验研究,用高速CCD(Charge coupled device)拍摄了圆弧形凹面腔中气流流场纹影照片,并用动态压力传感器测量了聚焦过程中流场的压力变化,对径向入射激波在凹面腔内的反射聚焦过程进行了描述。通过对比不同射流马赫数下激波反射聚焦过程,发现在低马赫数1.2时,表现出较强的激波完全聚焦特性,即前导激波碰撞形成反射激波,并反射聚焦形成三波点,从而在凹腔底部形成高温高压区触发爆震,前导激波完全聚焦过程在凹面腔内流场演化中占据主导地位。随着马赫数的增加,完全聚焦强度降低,在流场中的主导优势逐渐减弱;其激波聚焦频率受射流马赫数的影响较小,频率差值较小,基本保持一致。

导流块深度对圆弧形凹面腔内激波聚焦过程的影响

为研究导流块深度对圆弧形凹面腔内径向入射激波聚焦过程的影响,对马赫数为1.4的径向入射激波在导流块深度分别为0、5、10、15、17.5、20、25 mm的凹面腔内反射聚焦过程进行了实验研究。用高速CCD拍摄了圆弧形凹面腔中气流流场纹影照片,并用动态压力传感器测量了聚焦过程中流场的压力变化,对径向入射激波在凹面腔内的反射聚焦过程进行了描述。通过对比不同导流块深度下激波反射聚焦过程,发现随着导流块深度的增加,凹面腔出口宽度减少,气流的排出受到限制,导致凹面腔内部的湍流度增强,由于受到湍流的较强影响,内部激波结构减弱,从而对于激波聚焦产生高温高压区产生影响,不利于激波触发爆震。