尖劈诱导斜爆轰波精细结构的五阶WENO数值模拟

本文主要探讨了"尖劈诱导的斜爆轰波精细结构的数值研究"这一主题，由归明月和范宝春两位作者共同完成，他们基于中国科技论文在线发表的研究。这篇首发论文得到了国家自然科学基金项目（10872096）以及高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题的支持。归明月副研究员，专注于爆轰理论及其应用和磁流体领域，其电子邮件地址为mygui@njust.edu.cn，工作于南京理工大学瞬态物理重点实验室。 斜爆轰波在高超音速飞行中具有巨大的应用潜力，特别是对于推进系统的发展而言，它引起了广泛的关注。为了深入理解这种特殊现象的精细结构，作者们运用了带化学反应的Euler方程，并采用了五阶精确度的WENO（Weighted Essentially Non-Oscillatory）数值方法进行模拟。研究结果显示，尖劈诱导的斜爆轰波前端呈现出复杂的特征，具体表现为两个组成部分：斜激波和斜爆轰波。 在尖劈的作用下，斜爆轰波阵面在压缩过程中展现出三种不同的结构模式。首先是类ZND（Zel'dovich-Nishitani-Danishefsky）结构，这是斜爆轰波的基本形态，描述了爆炸波在稳定传播时的动态过程。接着是单三波点阵面结构，表明在特定条件下，波阵面可能形成单一的三波结构。最后是双三波点阵面结构，意味着波阵面呈现出更为复杂的双三波排列。 关键词"斜爆轰波"、"精细结构"和"压缩性"揭示了论文的核心研究内容，即关注斜爆轰波在不同条件下的演变规律及其对材料性能的影响。通过数值模拟的结果，本文为设计和优化高超音速飞行器的推进系统提供了重要的理论依据，也为后续的实验研究和工程实践提供了宝贵的参考。