不同激波强度对于超声速预混气起爆的影响

　　不同激波强度和当量比对于超声速预混气起爆的影响，确认了两种燃烧机制，即激波诱导燃烧（低当量比）和斜爆轰波（较高当量比）。对于前者，化学反应锋面和激波面是非耦合的，化学反应对激波的支持不足，使得火焰速度低于来流速度，因而激波可以驻定在斜坡上。对于后者，化学反应锋面与激波面紧密耦合，在化学反应放热的支持下，斜爆轰波起爆后迅速向上游传播（当前的来流速度尚不足以使斜爆轰波驻定）。因此，这两种燃烧机制与边界层的相互作用机理存在差异。

　　本文在马赫数为3的超声速预混风洞中，针对斜坡诱导的斜爆轰波在来流边界层效应下的特性开展了实验研究。设计了角度从36到45（间隔3）变化的四种斜坡，并选取了四种不同的当量比。实验发现，当斜激波强度不足时，难以使预混气起爆；当斜激波强度足够，但当量比较小时，则可使预混气产生激波诱导燃烧现象；而当当量比较大时，则可产生斜爆轰波。对于激波诱导燃烧情形，化学反应放热使其比惰性激波能够导致更大的边界层分离区以及更强的流场非定常性。对于斜爆轰波，其起爆时的形态亦受到了边界层分离的显著影响。

　　在小尺度分离区下，边界层效应对斜爆轰波的起爆几乎没有影响，此时斜爆轰波起爆时呈典型的突跃结构（有横波）。对于中等尺度分离区，流场的非定常性使得斜爆轰波起爆时呈间歇性突跃结构（横波时而出现时而消失）。对于大尺度分离区，分离区的气动斜坡效应使得斜爆轰波起爆时呈现完全的平滑结构（无横波）。