Page 22 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 刘 江，等： 有限长锥体诱导的斜爆轰波非定常结构的数值研究 第 9 期

区长度 L =0.01，此时，在不同网格精度下，半反 1.3
1/2
应区长度 L 2 对应的网格数分别为 2.5、5.0 和
1/
7.5，分别命名为网格 1、网格 2 和网格 3）。流场 1.2
中的间断采用自适应网格进行加密，加密级数
y 1.1
为 3 级，计算网格如图 2 所示。自适应网格基于
密度进行加密，无量纲临界密度 ρ=3.8（确保流场
1.0
中的间断网格加密覆盖）。当流场密度高于临界
密度时，进行自适应网格加密，低于临界密度时
0.9
网格释放。因此，在 3 种加密网格精度下，爆轰 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
x
−4
波附近经过加密的流场网格尺寸分别为 5×10 、
图 2 自适应加密网格局部图
2.5×10 和 1.67×10 ，对应半个反应区 L 1/ 2 所用
−4
−4
Fig. 2 Localized view of the adaptive grids
网格数分别可达到 20、40 和 60，分别对应网格 1、
网格 2 和网格 3。图 3 为 3 种网格精度下典型的密度等值云图，爆轰波阵面几种不同的结构均能清晰
显示，但是网格 1 所计算的爆轰波结构中，锥尖附近光滑区域较长。图 4 为不同网格精度下锥体壁面的
压力分布曲线，网格 1 得到的爆轰波后压力在锥体的斜坡部分呈近似不变状态，而网格 2 和网格 3 得到
的压力在爆轰波阵面三波结构的影响下呈震荡变化，且变化的趋势一致，因此本文中采用第 2 种网格尺
寸，即网格 2。

ρ ρ ρ
7 7 7
2 6 2 6 2 6
5 5 5
4 4 4
3 3 3
2 2 2
y 1 y 1 y 1
1 1 1

0 1 2 0 1 2 0 1 2
x x x
(a) Mesh 1 (b) Mesh 2 (c) Mesh 3
图 3 不同网格尺度下的密度云图
Fig. 3 Density fields with different grid scales
60

Mesh 1
50 Mesh 2
Mesh 3
40

p 30
20

10

0 1 2
x

图 4 不同网格尺度下沿锥体表面的压力变化曲线
Fig. 4 Pressure along the conical surface with different grid scales

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