超燃燃燒室內(nèi)流場數(shù)值模擬研究

杜飛平，譚永華，陳建華

（1.西安航天動力研究所，陜西西安710100；2.航天推進技術(shù)研究院，陜西西安710100）

0 引言

高超聲速飛行器是指飛行馬赫數(shù)大于5.0的遠程巡航飛行器,它綜合了航空航天領(lǐng)域眾多學科的新技術(shù),代表了未來航空航天領(lǐng)域的研究發(fā)展方向,被認為是繼隱身技術(shù)之后的又一重要技術(shù)領(lǐng)域。該飛行器主要由前體與進氣道、燃燒室（含隔離段）、尾噴管與后體等部件組成。

由于高超聲速飛行器在軍事、政治和經(jīng)濟中的重要戰(zhàn)略作用，各航空航天大國多年來從未間斷過高超聲速技術(shù)方面的研究；最近伴隨著X-37B飛行試驗的成功，高超聲速飛行器的發(fā)展又進入了一個新的階段。各種高超聲速飛行器如高超聲速導彈、高超聲速飛機及空天飛機等具有速度快、反應(yīng)時間短、突防能力強等特點。

隨著世界各國對高超聲速技術(shù)的日益重視，作為關(guān)鍵技術(shù)之一的超聲速燃燒室內(nèi)流場的研究顯得越來越重要。本文開展了超燃燃燒室內(nèi)一維和三維流場的研究，重點分析管內(nèi)高速流動與燃燒相耦合的流場，擬初步研究吸氣式高超聲速飛行器內(nèi)流場（包含隔離段和燃燒室內(nèi)流場）的復(fù)雜流動結(jié)構(gòu)，其間包含超、高超聲速流動中的激波/激波相交、激波/附面層干擾、分離流、燃料射流以及漩渦結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，涉及到了氣體動力學、化學反應(yīng)動力學、燃燒學等多學科交叉。

1 超燃燃燒室內(nèi)流場特性

“在高超聲速流動和吸氣式高超聲速飛行器系統(tǒng)的理解和控制方面，真正的進步最終還是依靠分析和計算能力的提高”。……