НЕСИММЕТРИЧНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВСТРЕЧНЫХ КОСЫХ УДАРНЫХ ВОЛН

Предмет исследования. В работе приведены сведения об интерференции встречных скачков уплотнения, интенсивность и углы наклона к потоку которых различны. Данная задача имеет отношение к проблеме проектирования воздухозаборников с внутренним сжатием, а также детонационных двигателей с горением в стационарной пересжатой детонационной волне. Рассмотрены как регулярная форма интерференции, так и нерегулярная маховская. Приведены расчеты интенсивности отраженных скачков уплотнения для обоих случаев. Как будет показано ниже, имеется возможность получения очень большой разницы в интенсивности отраженных скачков. Основные результаты. Описаны критерии перехода от регулярного отражения встречных скачков к нерегулярному: критерий фон Неймана, а также критерий стационарной маховской конфигурации. Представлены зависимости интенсивности отраженных скачков от интенсивности взаимодействующих встречных скачков как для случая регулярного взаимодействия, так и для нерегулярной интерференции. Продемонстрирован вид зависимости интенсивности одного из отраженных скачков от интенсивности двух приходящих скачков как при переходе от регулярного к нерегулярному отражению в соответствии с критерием отсоединения фон Неймана, так и в соответствии с критерием стационарной маховской конфигурации. В первом случае переход сопровождается скачкообразным изменением интенсивности отраженного скачка, во втором случае интенсивность изменяется непрерывным образом. Практическая значимость. Результаты работы дополняют теорию интерференции стационарных газодинамических разрывов и могут быть использованы при проектировании перспективных воздухозаборников внутреннего сжатия сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных аппаратов

1. Булат П.В., Денисенко П.В., Продан Н.В. Интерференция встречных скачков уплотнения // Научно- технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 346–355. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-2-346-355.

2. Булат П.В., Упырев В.В., Денисенко П.В. Отражение косого скачка уплотнения от стенки // Научно- технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 338–345. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-2-338-345.

3. Усков В.Н., Булат П.В., Продан Н.В. История изучения нерегулярного отражения скачка уплотнения от оси симметрии сверхзвуковой струи с образованием диска Маха // Фундаментальные исследования. 2012. № 9–2. С. 414–420.

4. Ben-Dor G. Two-dimensional interactions / In: Handbook of Shock Waves / Eds G. Ben-Dor, O. Igra, T. Elperin. Boston: Academic Press, 2001. 824 p.

5. Fomin V.M., Hornung H.G., Ivanov M.S., Kharitonov A.M., Klemenkov G.P., Kudryavtsev A.N., Pavlov A.A. The study of transition between regular and Mach reflection of shock waves in different wind tunnels // Proc. 12th Int. Mach Reflection Symposium. Pilanesberg, South Africa, 1996. P. 137–151.

6. Drayna T.W., Nompelis I., Candler G.V. Hypersonic inward turning inlets: design and optimization // Proc. 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting. Reno, USA, 2006. V. 5. P. 3538–3548.

7. Булат П.В., Ильина Е.Е. О проблеме создания детонационного двигателя – современные тенденции в аэрокосмическом двигателестроении // Фундаментальные исследования. 2013. № 10–10. С. 2140– 2142.

8. Dunlap R., Brehm R.L., Nicholls J.A. A preliminary study of the application of steady-state detonative combustion to a reaction engine // Jet Propulsion. 1958. V. 28. P. 451–456.

9. Cambier J.-L., Adelman H., Menees G.P. Numerical simulations of an oblique detonation wave engine // Journal of Propulsion and Power. 1990. V. 6. N 3. P. 315–323. doi: 10.2514/3.25436

10. Choi J.-Y., Jeung I.-S., Yoon Y. Numerical study of scram accelerator starting characteristics // AIAA Journal. 1998. V. 36. N 6. P. 1029–1038.

11. Иванов М.С., Кудрявцев А.Н., Троцюк А.В., Фомин В.М. Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Патент RU 2285143. Бюл. №28, 2006.

12. Александров В.Г., Ведешкин Г.К., Крайко А.Н., Огородников Д.А., Реент К.С., Скибин В.А., Черный Г.Г. Сверхзвуковой пульсирующий детонационный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (СПДПД) и способ функционирования СПДПД. Патент RU2157909. 2000.

13. Molder S. Head-on interaction of oblique shock waves. University of Toronto Institute for Aerospace Studies Technical Note. 1960. N 38.

14. Адрианов А.Л., Старых А.Л., Усков В.Н. Интерференция стационарных газодинамических разрывов. Новосибирск: Наука, 1995. 180 c.

15. Ivanov M.S., Ben-Dor G., Elperin T., Kudryavtsev A.N., Khotyanovsky D.V. The reflection of asymmetric shock waves in steady flows: a numerical investigation // Journal of Fluid Mechanics. 2002. V. 469. P. 71– 87. doi: 10.1017/S0022112002001799  

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License