Page 26 - 《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

分气体由接触间断隔开，因此压力相等。同理，极曲线 IS 与 TS2 的交点是下游三波点 TP2 对应横波和
马赫杆后方的气体 (5) 和 (6)。由于面向上游的三波点 TP2 相对于波前未燃气体具有较快的速度，其周
围的波系更强，因此波后状态 (5) 和 (6) 对应压力高于状态 (3) 和 (4) 的压力。

ρ 1 2 3 4 5 6 7 8
1.16

1.14

y
1.12
1.10

1.08
0.76 0.78 0.80 0.82 0.84
x
(a) Contours of reactive progress superimposed on the shadow density contour
100
1.16
TS2
MS2 (6) 80
1.15 Slip surface TS1
(1) TP2 (5) 60
IS TS2 (3), (4)
1.14 TP1
y (2) p (5), (6)
MS1 (3) 40
TS1
1.13 (1) (2)
(4) Slip surface 20
Reaction front IS
1.12
0.78 0.79 0.80 0.81 0.82 0 10 20 30 40 50
x θ/(°)
(b) Schematic diagram (c) Polar curves
图 9 CD 段波阵面结构局部放大图与极曲线分析
Fig. 9 Close-up view of wave front structure and polar curves in section CD

当爆轰波结构进入肩点引起的 PM 影响区
域 时 ， 肩 点 发 出 的 PM 膨 胀 波 与 爆 轰 波 相 互 作
用，使其强度降低，进而影响其结构，图 10 是对
爆轰波结构有影响的 PM 影响区域示意图。根 Forward Mach line
据 PM 膨胀波理论，PM 区域由一系列膨胀波组
成，其马赫角根据公式 μ=arcsin(1/Ma) 计算。根
Rearward Mach line
据数值计算得到的流场信息，第一道马赫波前面 µ 1 µ 2
Ma 2
的马赫数为 1.38，其对应的马赫角为 46.4°，最后 Ma 1
一道马赫波后方的马赫数为 2.75，其应的马赫角
为 21.3°。图 11 为受到该区域的 PM 膨胀波影响
的爆轰波结构的密度云图，红线代表反应面。由
图中可见，波阵面仍然呈现双三波点结构，但三
波点附近的激波在非均匀膨胀波的影响下，强度
图 10 Prandtl-Meyer 流对斜爆轰波的影响区域
衰减，波阵面整体向下弯曲，爆轰角逐渐变小，并
Fig. 10 Region of influence of Prandtl-Meyer flow
且三波点的间距也出现无规则分布。 on oblique detonation waves

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