在超声速预混风洞中,超声速预混气形成于超声速热空气之后(通过预混阵列喷管在超声速热空气中喷入燃料氢),因而预混气的起爆是在惰性斜激波基础上实现的。那么,在预混气经过斜坡之前,惰性斜激波与来流边界层的相互作用便已经发生,这种相互作用也必然会对随后的预混气的起爆产生影响。而本文实验中,惰性斜激波与来流边界层的相互作用属于典型的SWBLI问题,其中边界层分离区尺度以及SWBLI所固有的流场非定常性是影响预混气起爆的最主要的两个方面。前人对于这两方面的研究已经相当成熟,故在此直接给出一般性结论,即随着斜坡角度的增大,惰性斜激波引起的边界层分离区的尺度增大,流场非定常性更加显著。给出了具有大尺度分离区的激波与边界层相互作用的流场结构示意图,可以看出该流场包含了分离激波、再附激波、分离区等复杂流场结构。本文在此基础之上进一步研究其对随后的预混气起爆的影响。
本文实验的首要条件是通过斜坡在超声速预混气中产生斜爆轰波(本文称之为起爆),而斜激波强度及来流当量比是决定起爆能否成功的关键因素,因此二者对起爆的影响需要进行研究确认。因此,本文实验的来流马赫数(Ma=3)尚不足以使斜爆轰波驻定,当斜爆轰波起爆后,将会向上游传播。尽管如此,在斜爆轰波的起爆过程中,来流边界层的影响仍然十分显著。