V字形钝前缘激波反射迟滞现象

针对内转式进气道唇口在宽速域条件下面临的复杂激波干扰问题,将唇口模化为V字形钝前缘,采用数值模拟并辅以风洞实验,研究了典型V字形构型(根部倒圆半径R与前缘钝化半径r之比R/r=1,半扩张角β=18°)激波反射结构随来流马赫数Ma_(∞)的演变过程。结果表明,随着Ma_(∞)的增大或减小,V字形后掠前缘的脱体激波产生规则反射(Regular reflection,RR)和马赫反射(Mach reflection,MR),并且两者的相互转变过程出现迟滞。初场为RR时,V字形根部产生大范围的流动分离和分离激波;随着Ma_(∞)由5.7逐渐增大至6.5,脱体激波的交点向下游移动并与分离激波的交点重合,使RR转变为MR。初场为MR时,马赫杆下游存在大尺度的反转涡对;随着Ma_(∞)由6.7逐渐减小至5.9,反转涡对不再影响脱体激波,使MR转变为RR。通过Ma_(∞)=6的风洞实验证实,在相同来流条件下存在RR和MR双解。基于对脱体激波交点、分离激波交点和反转涡对尺度随Ma_(∞)变化规律的认识,建立了RR↔MR的转变边界。在双解区中,RR工况的壁面压力最大值约为MR工况的2~3倍,表明迟滞现象将导致唇口气动载荷突变。