真实气体效应和热化学反应对激波风洞流场特征参数的影响研究

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作   者：

黄成扬;  李贤;  孔小平;  孔荣宗;  罗仕超;  胡守超; 

作者机构：

中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所; 

关键词：

热物性参数;  流场特征参数;  真实气体效应;  激波风洞;  热化学反应; 

期刊名称：

宇航学报

i s s n：

1000-1328

年卷期：

2024 年 45 卷 008 期

页   码：

1301-1312

摘   要：

真实气体效应会改变气体热物性，热化学反应则会影响激波波后状态，两者将共同影响激波风洞流场特征参数。利用真实气体状态方程和热化学平衡假设，建立了一套真实气体热物性和波后参数快速计算方法，研究了真实气体热物性参数的变化及热化学反应对波后参数的影响。通过考虑真实气体和热化学非平衡效应的准一维计算方法，结合气动理论分析，研究了真实气体效应和热化学反应对风洞流场时空结构和驻室参数的影响。结果表明，真实气体的声速、焓以及熵等参数与理想气体存在显著差异，且偏差随着压强的增加而增大。热化学反应使得激波波后气体温度和压强分别低于和高于定比热比假设的结果，且波后状态接近热化学平衡。真实气体效应则使得膨胀波波头传播速度增加及入射激波马赫数减小，影响风洞流场的时空结构，并可能导致有效实验时间减小。