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爆轰波反射是爆轰波传播过程中的常见现象,也是爆轰波研究的基本问题之一。弯曲管道内爆轰波与壁面的相互作用、直管道内爆轰波与障碍物的相互作用等过程中都包含爆轰波的反射。对爆轰波反射过程的研究,可以为旋转爆轰发动机、脉冲爆轰发动机等推进系统的设计和开发提供理论依据,且在预防爆炸等公共安全领域具有广阔的应用前景。当前,爆轰波反射的相关研究主要以单一壁面为研究对象,组合壁面上爆轰波反射过程及壁面参数对爆轰波反射特性的影响规律及机制尚不明确。基于此,本文开发了密度基超声速可压缩反应性流动求解器DCRFoam,并开展了系统的数值模拟研究,以探究不同壁面上爆轰波的反射过程及壁面参数对爆轰波反射过程的影响规律,主要研究工作及结论如下:(1)基于Open FOAM开发了密度基超声速可压缩反应性流动求解器DCRFoam,采用时间算子分裂方法,解决了由化学反应尺度与流体动力学尺度差异带来的刚性问题。采用网格自适应技术(Adaptive mesh refinement,AMR)和自适应时间步长,提高了计算速度。通过对经典的一维激波管问题、二维激波反射等问题的模拟,验证了求解器算法的准确性。通过对比爆轰波直楔面反射和圆柱凸弧壁面反射问题的模拟结果与实验结果,验证了模型的准确性和可靠性。(2)模拟研究了圆柱凹弧-直边组合壁面上爆轰波的反射过程,并与直楔面上爆轰波反射过程进行了对比,获得了壁面参数对马赫杆高度及马赫反射向规则反射转变临界角度的影响规律。结果表明:对于壁面角度不超过55°的圆柱凹弧-直边组合壁面,在前置凹弧段,爆轰波先后发生直接马赫反射(Direct-Mach reflection,Di MR)、固定马赫反射(Stationary-Mach reflection,St MR)和反转马赫反射(Inverse-Mach reflection,In MR);在后置直边楔面的前半段,流场不能及时适应边界条件的变化,马赫杆高度保持减小的趋势;在后置直边楔面的后半段,流场适应新的边界条件,不再受凹弧段影响,爆轰波反射受直边楔面控制。对于壁面角度较大的凹弧-直边组合壁面,在凹弧部分将完成马赫反射向规则反射的转变,转变的临界角度随着凹弧半径的增加而减小,且凹弧壁面上最小的临界角度大于直楔面上的临界角度。(3)模拟研究了圆柱凸弧-直边组合壁面上爆轰波的反射过程,得到了前置凸弧壁面对后置直边楔面上反射类型的影响规律,获得了壁面参数对规则反射向马赫反射转变时临界角度及马赫杆高度的影响规律。发现:当壁面角度不超过50°时,前置凸弧壁面上,爆轰波先发生规则反射,随后转变为马赫反射,且转变的临界角度随凸弧半径的增加而增大。对于壁面角度为50°圆柱凸弧-直边组合壁面,在后置直边楔面头部,流场不能及时适应新的边界条件,仍保持与前置凸弧壁面尾端一致的流动方向,爆轰波仍发生规则反射。反射规则反射时,反射点的峰值压力大于发生马赫反射时的峰值压力;且发生马赫反射时,反射点峰值压力的平均值随着壁面角度的增大而增大。(4)对椭圆壁面上爆轰波的反射过程进行了研究,获得了壁面参数对不同反射类型相互转变临界角度的影响规律及反射过程中马赫杆高度的演化规律。结果表明:爆轰波在椭圆凹弧壁面上依次经历了直接马赫反射(Di MR)、固定马赫反射(St MR)、反转马赫反射(In MR),并最终转变为规则反射(RR);在椭圆凸弧壁面,先发生规则反射,随后转变为马赫反射。对于焦点位于Y轴的凹弧壁面,临界角度小于圆柱凹弧上的临界角度,且随着离心率的减小而增大;对于焦点位于X轴的凹弧壁面,临界角度大于圆柱凹弧上的临界角度,且随离心率的增加而增加。对于焦点位于Y轴的椭圆凸弧壁面,规则反射向马赫反射转变的临界角度大于圆柱凸弧上的临界角度,且随着椭圆离心率的减小而减小;对于焦点位于X轴的椭圆凸弧壁面,临界角度呈不规则变化。(5)分析了大楔角楔面上稳定弱爆轰波的详细反射过程,发现了同一楔面上马赫反射和规则反射交替出现的现象,对于本文所涉及的弱爆轰波,这种现象对应的楔角范围为51°-61°。分析了稳定弱爆轰波阵面不同结构与楔面碰撞的反射类型:当爆轰波阵面上的入射波和马赫杆下半部分与楔面碰撞时,发生规则反射;当马赫杆上部分与楔面碰撞时发生马赫反射。(6)基于双楔面上爆轰波的反射特性,分析了多边形凹壁面和多边形凸壁面上爆轰波反射过程中扰动的产生与传播特性,揭示了弧形壁面上爆轰波反射特性的形成机制。对双楔面上爆轰波的反射进行了研究,观测到7种爆轰波反射模式,包括:MR-MRM→MR,MR-MRM→MR→RR,MR-RRM→RR,RR-RR,MR-MR,RR-MR和RR-RR,并确定了各模式所对应的楔角条件。发现在第二楔面头部,流场对楔面交点处扰动的响应存在滞后,马赫反射的三波点的传播方向与第一楔面尾端相同;随后,流场适应第二楔面的边界条件,新的反射波系由第二楔面的楔角控制。获得了第一楔面角度对第二楔面上临界角度的影响规律:对于双楔凹面,当第一楔面角度小于单一直边楔面的临界角度时,第二楔面的临界角度略大于单一直楔面临界角度;当第一楔面楔角大于单一直边楔面的临界角度时,第二楔面的临界角度与单一直楔面相同。对于双楔凸面,第二楔面的临界角度与对应角度下单一直边楔面相同。