側(cè)壁激波誘導(dǎo)下凹腔燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)*

趙延輝，梁劍寒

(國(guó)防科技大學(xué) 航天科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙　410073)

?

側(cè)壁激波誘導(dǎo)下凹腔燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)*

趙延輝，梁劍寒

(國(guó)防科技大學(xué) 航天科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙410073)

摘要：在單凹腔燃燒室中引入側(cè)壁激波，為研究燃燒室內(nèi)部流動(dòng)特性，采用納米粒子平面激光散射技術(shù)和粒子圖像測(cè)速技術(shù)對(duì)全尺寸玻璃燃燒室模型進(jìn)行流場(chǎng)觀測(cè)，獲得了冷態(tài)流場(chǎng)展向和法向的瞬態(tài)灰度圖及平均速度場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在遠(yuǎn)壁面區(qū)域，凹腔內(nèi)部速度與密度都較低；引入側(cè)壁激波后，近壁面區(qū)域凹腔與主流的質(zhì)量與動(dòng)量交換增強(qiáng)，速度與密度升高；受到側(cè)壁激波影響，燃燒室底壁邊界層不再均勻，凹腔中后部產(chǎn)生大規(guī)模低速區(qū)，具有明顯三維特性。

關(guān)鍵詞：超聲速燃燒室；凹腔；冷態(tài)流場(chǎng)；納米粒子平面激光散射；粒子圖像測(cè)速

凹腔是一種性能良好的火焰穩(wěn)定裝置，廣泛應(yīng)用于超聲速燃燒室中[1]。對(duì)基于凹腔的超聲速燃燒室而言，其流動(dòng)特性是研究的重要內(nèi)容。Ben-Yakar等[2]總結(jié)了基于凹腔火焰穩(wěn)定器的超聲速燃燒室研究進(jìn)展。Gruber等[3]研究了不同構(gòu)型凹腔火焰穩(wěn)定器在冷流狀態(tài)下的流動(dòng)特性，結(jié)果表明凹腔后壁面傾角對(duì)凹腔剪切層特性有重要作用，凹腔剪切層對(duì)凹腔的流動(dòng)特性有主導(dǎo)作用。Wang等[4]分析了凹腔剪切層振蕩模式，并采用數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)凹腔燃燒室的冷態(tài)流場(chǎng)和燃燒流場(chǎng)進(jìn)行了研究[5]，發(fā)現(xiàn)凹腔后壁傾斜角越小，凹腔剪切層進(jìn)入凹腔內(nèi)部越深，與后緣碰撞越強(qiáng)，后緣斜激波也越強(qiáng)?！?br>