《表1 激波脱体距离实验测量数据和对应实验状态》

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《CO_2中速度5～7km/s自由飞圆球流场参数的实验测量和数值模拟》

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实验在纯CO2条件下进行，基于拍摄到的圆球绕流流场阴影照片测量激波脱体距离，测量方法和误差分析可见文献[18]，用测量的激波脱体距离δ除以圆球半径R，就能得到无量纲的激波脱体距离δ/R。共获得6个有效的自由飞圆球激波脱体距离实验测量数据，其实际飞行速度为4.562～7.314km/s(Ma=17.3～27.6）。表1给出了具体的实验测量数据和对应实验状态，这也是国内首次获得的CO2条件下飞行速度5km/s以上的自由飞圆球激波脱体距离实验数据。图3和4分别给出了实验0021(V=5.715km/s，p0=11.01kPa，ρR=6.17×10-4 kg/m2）和实验0025(V=7.314km/s，p0=11.08kPa，ρR=6.17×10-4kg/m2）拍摄到的圆球绕流流场阴影图像，图中可以明显地分辨出脱体激波。图5给出了本实验测量的激波脱体距离随飞行速度的变化趋势，并将其与一组先前在CO2条件下测量得到的飞行速度在5km/s以下的半径5mm圆球激波脱体距离实验测量数据[19]进行了对比。即使在考虑测量误差和实验环境压力差异影响的前提下，当圆球飞行速度在5km/s以下时，圆球激波脱体距离基本随飞行速度升高呈现单调减小趋势。而当圆球飞行速度由约5.5km/s升高到约7.0km/s的过程中，圆球激波脱体距离随飞行速度升高呈先减小后增大的趋势，与通常认为的激波脱体距离随来流速度升高而单调减小的趋势不一致。该现象推测与该速度范围内圆球绕流流场的热化学状态变化有关，后文将结合数值模拟对其进行分析。