为揭示吸气式旋转爆震发动机中前传激波与旋转爆震波耦合运动特性,本文结合理论推导与三维非预混数值模拟,研究了喷注当量比0.4-0.8、轴向来流温度487K-909K工况范围内旋转爆震诱导前传激波流场结构及耦合运动特性,分析了前传激波运动影响因素及波系耦合规律。理论分析表明,前传激波轴向运动速度与来流温度、前传压比成正比,与来流马赫数成反比,周向速度受旋转爆震牵引与其一致。数值结果表明,前传激波与超声速来流作用形成边界型结尾激波,隔离段至燃烧室呈现耦合结尾激波-前传激波-旋转爆震波的复杂波系结构,燃烧室内填充区存在分层掺混现象和分段式激波结构。高当量比(φ=0.8)或低温来流(487K)时,前传激波压比、前传速度高,被推出隔离段;低当量比(φ=0.6)或高温来流(909K)时,前传压比、速度下降,前传激波被约束于隔离段内,且高温来流可强化掺混,以结尾激波串形式被抑制。调整空气温度与当量比,均通过改变填充区分层结构进而影响旋转爆震传播特性(波速、波角、核心区位置),最终结合流场轴向速度的改变影响前传激波的传播与抑制。前传速度、角度、压比随当量比降低或来流温度升高而显著减小,前传激波也由被推出隔离段转为被抑制于隔离段,揭示了当量比和来流温度对前传激波传播及隔离段状态的关键影响机制。此外,建立了二维波系简化模型,用于分析前传激波形成、运动压缩及抑制规律。
Sun et al. (Thu,) studied this question.