双喉道Ludwieg管风洞启动过程及其有效运行时间延长

作者：李创创; 李志远; 张振辉; 吴杰^*

来源：气体物理, 2023, 1-12.

DOI：10.19527/j.cnki.2096-1642.1071

• 高超声速风洞
• Ludwieg管风洞
• 双喉道布局
• 风洞启动特性
• 有效运行时间

Ludwieg管风洞是开展高超声速空气动力学实验基础研究的重要平台。但是,快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞长期受快开阀影响,产生不同类型的来流扰动模态。双喉道气动布局可有效消除快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞上游部件的扰动来源,但是会导致风洞有效运行时间大幅缩短。针对该问题,本研究通过非定常数值模拟对双喉道气动布局高超声速Ludwieg管风洞的启动特性进行研究,然后对第1喷管扩张段与稳定段进行了融合设计,研究了不同扩张角与稳定段组合对风洞启动时间以及流场品质的影响。结果表明,采用减小扩张角组合设计能够使双喉道气动布局高超声速Ludwieg管风洞的有效运行时间提升近20%,并且对下游实验段内的静态流场品质几乎无影响,有效提高了风洞的实验能力。同时,相较于较大的扩张角组合,较小的扩张角设计能够减少约10%的总压损失。

• 单位
  华中科技大学; 航天学院; 中国空气动力研究与发展中心