复杂背景激波系干扰下隔离段内的激波串特性及其控制研究

激波串是超燃冲压发动机内部的一类重要气动现象，目前已依靠直连实验建立起相关理论对其进行描述。然而，一体化条件下背景斜激波系的干扰使得真实隔离段内的激波串特性显著地偏离了现有理论：流动结构更加复杂，压升能力降低，并可能出现强烈的自激振荡现象。本项目将采用仿真和实验相结合的研究方法，揭示隔离段内纵向激波、横向激波对激波串稳态和动态特性的干扰机制，准确掌握进气道/隔离段背景激波系干扰下激波串的流动结构特征、壁面压升规律、出口畸变特性和自激振荡特性，并发展一种基于"气动斜坡"的激波串控制方法，有望显著提升隔离段的耐反压能力、抑制强烈的激波串自激振荡现象，最终还将完成进气道/隔离段一体化模型的自由射流实验。本项目的研究成果可为隔离段的气动设计、气动控制提供基础理论和新思路，并为超燃冲压发动机的工作特性分析、状态监测、供油规律设计、燃烧组织等提供原始数据和流动机理支撑。

激波串是超燃冲压发动机内部的一类重要气动现象，目前已依靠直连实验建立起相关理论对其进行描述。然而，一体化条件下背景斜激波系的干扰使得真实隔离段内的激波串特性显著地偏离了现有理论：流动结构更加复杂，压升能力降低，并出现强烈的自激振荡现象。本项目采用仿真和实验相结合的研究方法，详细研究了进气道/隔离段上游背景波系结构及角区旋流特性，揭示了隔离段内纵向激波、横向激波对激波串稳态和动态特性的干扰机制，发现背景激波干扰下激波串的自激振荡和激波串当地分离区的非定常运动有关，并探索了背景激波强度对隔离段抗反压能力的影响。在此基础上，发展了一种基于"气动斜坡"的激波串控制方法，并进行风洞实验验证，发现该方法可以有效抑制强烈的激波串自激振荡。本项目的研究成果可为隔离段的气动设计、气动控制提供基础理论和新思路，积累的大量实验数据可为超燃冲压发动机的工作特性分析、燃烧组织等提供原始数据库和流动机理支撑。在该项目的资助下，已在Experiments in Fluids, AIAA Journal, AIAA Journal of Aircraft等期刊发表论文多篇。