吴限德，张 斌，陈卫东，夏广庆，陈茂林

(1.哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，哈尔滨 150080;2.西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室，西安 710072;3.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院，大连 116024)

0 引言

从20世纪后期起，美军就开始了空天项目的研究与开发，其中包括作战保障卫星系统、反导武器系统、反卫星武器、空天飞机、轨道轰炸机等。在众多的空天项目中，各类固体火箭发动机作为一种重要动力装置，扮演着重要角色。如超高声速拦截弹中采用的侧喷直接力控制技术，在美国的PAC-3、俄罗斯的S-400和欧共体的ASTER中已获得成功运用［1－3］。在许多情况下，由于从固体火箭发动机喷管喷出的高温高速颗粒的冲刷效应会给空天平台的热防护系统造成严重破坏，此时气粒两相稀薄羽流对空天平台的影响不容忽视。因此，急需开展高空环境中固体火箭发动机气粒两相流动的研究工作。

为了能更好地模拟高空环境中喷管内外的气粒两相流动，需将二者结合进行一体化计算。实现一体化计算的难点并不在于CFD方法和DSMC方法在模拟气相流动时界面处的处理，而是在于界面处颗粒相的处理。在连续流动中，颗粒相的描述通常采用“颗粒轨道模型”或“拟流体模型”［4］。

以此两种方法模拟得到界面处颗粒相的参数，很难在稀薄气粒两相流动的模拟中再现颗粒运动的随机性和真实性，同时不良的界面处理方法也会引入较大的人为误差。……