无燃料喷射超燃发动机冷态流场三维数值模拟

摘要

本文对超燃发动机冷态流场进行了三维数值模拟。基于分块和MPI模型，求解了任意坐标系下的全N-S方程，其中，对流项显、隐式采用二阶TVD和一阶迎风格式，采用LU分解求解得到的矩阵，粘性项采用显式中心差分。采用GRIDGEN生成子块网格，相邻子块边界和网格信息均包含在网格信息中。计算得到了无燃料喷射发动机全流场压力、温度和速度等参数分布。结果表明：发动机结构设计基本合理，双劈进气道激波覆盖了外罩唇口并反射，与隔离段边界层作用后产生分离区，后掠侧板压缩和下壁面边界层分离产生的剪切层使进入燃烧室气流是不均匀的。剪切层和凹槽后缘作用产生三维斜激波较弱，凹槽存在逆流但无大尺度回流区，第二燃烧段和尾喷管无明显波系结构，外罩边界层无明显分离，尾喷管出口气流较均匀。