题目：碳氢燃料流向涡掺混超燃冲压模型发动机冷态流场数值研究

摘 要超声速燃烧一直以来被视为人类采用吸气式推进器实现高超声速飞行的最关键的技术难题之一。它包括超声速流中高效率低总亚损失的油气掺混，爆震燃烧启动点火，爆震波燃烧火焰稳定，燃烧室管壁冷却等具有挑战性的技术难题。其中，超声速燃烧的油气掺混与火焰稳定是当前最急需突破的关键技术。本文采用被广泛认可的流体计算软件NUMECA，采用并行计算技术求解定常N-S方程组，分别对不同进口马赫数的一种双燃室碳氢燃料流向涡掺混超燃冲压模型发动机的冷态流场进行了成功的数值模拟。模拟结果与相应的地面试验吻合相当理想。通过对计算结果的分析，初步揭示低燃烧室进口马赫数（Ma＝1.5）下双燃室难以启动而造成隔离段的气动堵塞流动现象和流向涡在亚/超声速流掺混截面上的流向演化以及流向涡与超燃室中反射斜激波的相互干涉现象。为流向涡掺混的超声速燃烧冲压发动机的设计优化提供了较为可靠的数值依据。此外，根据超声速热态燃烧数值模拟的需要，本文开展了高精度高分辨率有限差分格式的数值程序开发的部分前期工作，包括理论推导，时间与空间离散格式的选择，格式精度分析等。为进一步的超声速燃烧数值模拟工作打下了基础。