氧碘化学激光器射流数值模拟方法研究

摘要

为了研究氧碘化学激光器喷流流场流动情况,采用数值方法求解二维可压缩非定常Navier-Stokes方程及组分连续方程,空间离散格式为AUSM+up格式,用四步龙格-库塔方法作显式时间推进,湍流粘性系数使用k-ε两方程湍流模型进行求解.假设混合气体为热力学完全而热值非完全气体,化学反应模型采用有限速率反应模型.使用一种松弛迭代的方法来处理化学源项的刚性问题.计算了一个标准算例,结果与美国GASP程序计算结果符合良好.对氧碘化学激光器流场进行了二维数值模拟,研究了该激光器中激发态氧初始产额、水蒸气含量以及不同喷管数目对增益分布的影响.结果表明,除水和增加激发态氧初始产额都可使小信号平均增益增大,采用两个碘喷管比采用一个碘喷管能够获得更大的小信号平均增益.