移动冲击波在普朗特尔-迈耶膨胀波上的反射

《Journal of Fluid Mechanics》：Reflection of moving shock wave over Prandtl–Meyer expansion waves

右移激波（RMS）反射结构的三分量分析，包括扩张波交互、弯曲激波扰动及近壁区域解析，通过数值模拟与一维黎曼方法揭示激波强度与马赫线涡旋形成规律。

　　

摘要

本研究探讨了向右移动的冲击波（RMS）在膨胀波上的反射现象，并将反射结构分为三个组成部分。第一部分分析了膨胀波相互作用前后的情况，将主要流动模式分为四种类型，并通过马赫数等值线进行了可视化。第二部分研究了受扰动的弯曲冲击波。通过数值模拟，展示了冲击波强度增加对流动结构的影响。对于第一类冲击波，当冲击波强度增大时，会形成一个三重点，且马赫数峰值高度也随之增加。当冲击波强度足够强时，在近壁区域会形成一个涡旋，该涡旋会像楔子一样扭曲冲击波的近端部分。第三部分采用一维黎曼问题方法分析了近端区域的情况。计算出的波速被用来在马赫数等值线上标记八个案例中的波形。波的位置表明，对于第一类冲击波来说，向左移动的冲击波对应于冲击波的根部；而对于第二类冲击波来说，向右移动的冲击波也对应于冲击波的根部。这可以解释为什么第一类冲击波的右侧或第二类冲击波的左侧会出现扰动现象。从一维黎曼问题中得到的具有不同波形的区域在原始的马赫数-冲击波速度平面上得到了显示。

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