● 摘要
高超音速再入飞行器的气动热设计、飞行控制以及通信等，都需要深入了解等离子体的高超音速绕流流场。本文用磁流体力学（MHD）方程组对这一状态的等离子体流动进行了描述，并通过数值模拟，研究了磁场对流场的影响。文中对计算中遇到的几个难点问题进行了重点研究，建立了精确度较高的数值模拟计算程序。 本文对描述等离子体流动的磁流体力学方程组进行了数学近似，建立了三维理想磁流体力学方程组，并给出了非守恒的八波形式。经过仔细的计算，推导了通量雅可比矩阵的特征值和特征向量。同时，本文还给出了基于有限差分方法的隐式计算格式，其中时间项的处理采用LU-SGS格式，空间项采用二阶迎风TVD格式。 为验证算法和程序的有效性，本文首先针对现有文献中所述的一维激波管问题和二维钝头体绕流问题进行了数值模拟，并将计算结果与文献进行了对比。结果表明本文给出的算法和建立的程序是正确、有效的。在这一过程中，本文对计算中遇到的几个难点问题进行重点研究，并对原算法提出了修改，建立了精度较好的计算程序。最后，本文对三维轴对称钝头体问题进行了数值模拟研究。通过分析计算结果，得出一些有意义的结论。