超高速流动是飞行器再入大气层时必须面临的物理流动环境,一般指速度超过5 km/s的流动,由于流动具有高焓高速的特点,模拟超高速流动的地面试验设备面临极大挑战。膨胀管(风洞)是少数几种具备超高速流动模拟能力的地面试验设备之一。中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室(LHD),通过将正向爆轰驱动技术和膨胀管结合在一起,建成了可实现最高速度10 km/s超高速试验气流的爆轰驱动膨胀管(JF-16)。通常膨胀管的试验时间仅为微秒量级,对传统试验测试手段提出了挑战,通过数值模拟辅助分析试验气流参数,以评估JF-16的性能指标。同时,为了扩大中心均匀试验流场的尺寸,LHD对JF-16进行了升级改造,为其设计加工了锥形喷管,改造后JF-16以膨胀风洞模式运行,并对喷管流场进行了初步评估。