中文摘要：

采用MHD（磁流体力学）方法实现高超声速流动控制是一种新颖的流动控制概念，它通过电磁场对电离流场进行有距离影响，具有改善飞行器性能的潜力。2007~2009年，本项目在国家自然科学基金的支持下，针对高超声速MHD流动控制进行了数值模拟方法研究，重点考虑磁雷诺数、非均匀电导率和化学反应的影响，以高超声速钝体热流控制、斜激波流场控制和管道流动控制为模拟对象。研究工作对MHD数值模拟理论和高超声速飞行器设计具有理论和工程上的意义。主要创新工作包括 1. 改进了全MHD模拟形式，提出以八波形式方程附加源项的形式，还引入三维投影方法消除伪磁场散度。2．建立了三维贴体各向异性自适应叉树网格方法，应用于低磁雷诺数MHD数值模拟中，有效提高了复杂流场结构捕捉精度。3．细致研究了三维钝体热流和斜激波的MHD控制机理，获得了磁场对钝体热流和激波流场的影响规律，还研究了非均匀电导率和化学平衡/非平衡效应的影响，结果显示了较高马赫数下钝体热流控制的可行性。4．开展了高超声速进气道前体流场和后体管道流动MHD控制模拟研究，结果显示适当条件下MHD效应改善了进气道流场，也显示出磁场对等离子体流动的加减速效应。