技術領域

本發明涉及一種兩道同側斜激波相交后參數的快速確定方法，屬于流體力學技術。

背景技術

同側兩道斜激波相交是超聲速流動中常見的現象，相交后將形成一道新的激波，并產生滑流間斷和反射波，滑流間斷兩側氣流滿足壓力相等、流動方向相同的條件。根據這兩個條件對流動方向反復迭代可計算得出相交后氣流的壓力、流動方向和馬赫數等參數(參考“Gas dynamics”(Zucrow M J,Hoffman J D))，但迭代過程是比較繁瑣的。也有文獻直接將相交后氣流的總轉折角取為產生前兩個激波的轉折角之和(如“The dynamics and thermodynamics of compressible fluid flow”(Shapiro A H))，當轉折角較大時，結果誤差將比較大。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種兩道同側斜激波相交后參數的快速確定方法，不需要迭代即可較高精度地對參數進行確定。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種兩道同側斜激波相交后參數的快速確定方法，以產生第一道激波的轉折角和產生第二道激波的轉折角之和作為總轉折角，根據該總轉折角計算第一道激波和第二道激波相交后產生的新激波后的氣流參數，然后計算該氣流參數與第二道激波后的氣流參數差異，根據得到的差異確定第一道激波和第二道激波相交后產生的反射波造成的轉折角，從而確定第一道激波和第二道激波相交后的下游參數。

該方法具體包括如下步驟：

(1)將第一道激波B和第二道激波C相交后產生的激波稱為新激波F，根據氣體動力學中的斜激波關系，以產生第一道激波B的轉折角δ_B和產生第二道激波C的轉折角δ_C之和作為總轉折角，根據總轉折角計算新激波后氣流馬赫數M_BC和壓力p_BC；

(2)根據新激波后氣流馬赫數M_BC和壓力p_BC和第二道激波后氣流馬赫數M_C和壓力p_C之間的差異計算反射波造成的轉折角δ_D：

式中：k為氣體比熱容；

(3)根據δ_D修正新激波后氣流的流動方向角θ_F和反射波后氣流的流動方向角θ_E：

θ_E＝θ_F＝δ_B+δ_C+δ_D

根據氣體動力學中的斜激波關系、Prandtl-Meyer公式以及θ_F和θ_E，確定新激波及其反射波后的馬赫數和壓力。

有益效果：本發明提供的兩道同側斜激波相交后參數的快速確定方法，不需要迭代求解就可以方便確定出兩道激波相交后的參數，方法簡單且精度較高。

附圖說明

圖1為兩道激波相交示意圖；

圖中包括：1-超聲速或高超聲速來流，其馬赫數、壓力和流動方向角度分別記為M_A、p_A和θ_A；2-相對于來流方向轉折了角度δ_B的斜楔B；3-相對于上一級斜楔B轉折了角度δ_C的斜楔C；4-斜楔B形成的斜激波B；5-斜激波B之后的流動區域，其馬赫數、壓力和流動方向角度分別記為M_B、p_B和θ_B；6-斜楔C形成的斜激波C；7-斜激波C之后的流動區域，其馬赫數、壓力和流動方向角度分別記為M_C、p_C和θ_C；8-斜激波B和斜激波C相交后形成的反射波E；9-反射波E之后的流動區域，其馬赫數、壓力和流動方向角度分別記為M_E、p_E和θ_E；10-滑流間斷；11-斜激波B和斜激波C相交后形成的一道新斜激波F，12-新斜激波F之后的流動區域，其馬赫數、壓力和流動方向角度分別記為M_F、p_F和θ_F。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。