弹道导弹发动机及外喷流三维两相化学反应统一流场数值模拟和实验研究

弹道导弹固体火箭发动机工作时喷出的高温高速喷流会产生大量的红外辐射，是导弹目标检测、跟踪和识别所依赖的重要特征信息。本项目拟建立发动机内流场和外喷流的三维两相化学反应统一流场的数值计算方法，采用多区结构网格、有限体积法、预处理LU-SGS方法、多重网格法、有限速率化学反应模型、欧拉-拉格朗日两相方法、铝滴分布式燃烧等模型和方法求解复杂几何形状下的包含低速不可压流/高超声速流、多组分化学反应、气相/凝相以及内外流相互作用等的复杂流动，获得喷焰流场内的气体温度/密度、各组分浓度分布、凝相粒子数密度/温度等参数；在此基础上应用可调带宽的波带模型、米氏散射理论、多谱线组模型等求解喷流的多光谱三维全向辐射场，并将辐射场的数据用于校验和修正流场计算模型；试验方面则通过在真空舱内模拟弹道导弹喷流的流动，测量喷流红外辐射信号，进一步验证流场的数值模拟结果。