冲压发动机燃烧室超声速来流横向喷雾轨迹预测模型及动态特性分析研究

为探究超声速来流下圆柱横向射流轨迹及喷雾动态特性，在宽来流马赫数（Ma=1.50,2.02,3.09）条件下开展了不同喷嘴直径与喷注压力的煤油喷雾试验，通过纹影系统捕捉射流图像并进行外边界拟合与频谱分析。建立了考虑射流前激波效应的穿透深度预测模型，最大与平均相对误差较先前的预测模型分别下降约36%和19.1%。通过快速傅里叶变换分析，发现喷雾所受扰动以低频波为主，同时伴有时间特征较为复杂的波动。本征正交分解分析结果证明，喷雾表面同时存在高低频扰动，但低频波占据主导地位，高频波能量较低可被忽略，对应了快速傅里叶变换分析结果；低频波频率与来流有效韦伯数有关，有效韦伯数增大会使波长减小，当喷雾前端的来流速度差别较小时，频率就会增大。