典型高超声速内转式进气道激光散射流场显示

在名义马赫数为6的激波风洞中,通过预先在试验气体中加入适量的水蒸气,利用水蒸气流经喷管时凝结产生的粒子作为示踪粒子,搭建并验证了平面激光散射系统。采用该流场显示技术,结合适当的光路布置,对类椭圆形转圆形高超声速内转式进气道进行了试验观测,初步得到了进气道前体及隔离段的流场结构。结果表明:水蒸气凝结产生的示踪粒子平均直径约为67nm,在流场中具有较好的跟随性;内转式进气道前体激波有明显的凹凸性和拐点,前体激波靠近对称面的部分向内凹,而两侧的边缘向外凸出;基于多个流场截面的激光散射图像进行样条插值,重构出的三维前体激波面呈倾斜的糖勺形;隔离段顶板一侧和唇口板一侧各有一对反转流向涡,顶板一侧的涡流区较大,而唇口板一侧的较小,两对流向涡存在一定的非定常性;高速气流区集中在隔离段中心,并且偏向唇口板一侧,而大量的低速气流堆积在顶板一侧,使得隔离段流场的不均匀性显著。