在高速飞行器领域，激波与湍流边界层的相互作用，显著影响飞行器及其推进系统的气动性能，由此引发的局部过热、效率下滑等问题成为技术突破的关键瓶颈。深入剖析这些复杂流动现象的干扰机理，对优化高速气动设计、提升推进系统性能具有重要的工程价值。

　　秩益科技自主开发的高解析度工业仿真软件DIMAXER，支持不可压缩与可压缩流动的计算分析，覆盖亚音速、跨音速、超音速及高超音速等所有速度范围的仿真需求。

　　DIMAXER软件采用高阶算法可以高效精确捕捉激波、膨胀波等强间断结构，避免传统方法在激波附近的数值振荡。另外，DIMAXER软件采用无迭代自然流动求解的方法，避免了迭代收敛的问题，适用于工程仿真应用。

　　本文采用 DIMAXER 2024R2 软件，对空心圆柱裙、DLR18° 斜楔、非对称斜劈等经典验证算例进行大涡模拟计算，为高速飞行器及推进系统的工程应用提供理论与数据支撑。

　　空心圆柱裙算例-高超声速

　　在高速飞行器的气动研究中，轴对称空心圆柱裙外形的绕流现象极具代表性，其流动特性与压缩拐角流动高度相似。这类流动存在着复杂的相互作用机制，其主要特点包括激波/激波干扰、激波/边界层干扰以及激波与分离区之间的相互作用。

　　1. 计算工况与网格

　　网格数量1612800 Hex8(第一层网格高度0.12mm)，使用DIMAXER K3求解器(四阶精度)，约1.03亿求解点。

　　2. 计算结果

　　以上结果可以看到，表征壁面换热的无量纲数St与试验值吻合良好，表明DIMAXER软件在气动热环境预测上可以达到工程应用水平。

　　斯坦顿数(Stanton number, St)直接反映气动热流密度，其准确性决定了热防护材料的选择和厚度设计。

　　DLR18°斜楔进气道流场-超声速

　　在超声速侧压式进气道的流场中，显著特征为两侧对称侧板所产生的交叉斜激波与顶板边界层之间存在强烈干扰。这种激波 - 边界层的相互作用，不仅会引发复杂的流动分离与再附现象，还将对进气道的流量捕获、压缩效率及抗反压能力产生重要影响，是决定进气道气动性能优劣的关键因素 。

　　1. 计算工况与网格

　　网格数量2219316 Hex8(第一层网格高度0.03mm)，使用DIMAXER K3求解器(四阶精度)，约1.4 亿求解点。

　　2. 计算结果

　　底部平板上监测曲线的位置如下图所示：

　　所取监测线上的压力分布如下图所示：

　　以上计算结果展示了，DIMAXER软件在交叉激波湍流边界层干扰的流动特征计算上的可靠性，为超声速侧压式进气道设计提供依据。

　　非对称斜劈(双尖鳍)流场-超声速

　　在三维非对称斜劈(双尖鳍)的流场环境中，非对称斜激波的交叉干扰现象显著，由此衍生出的复杂交叉激波网络，与湍流附面层之间产生强烈耦合作用，致使整体流动结构呈现高度复杂性。其中，交叉激波与湍流边界层的相互作用机制，不仅直接影响着激波系的稳定性与能量耗散特性，更是制约高速进气道性能提升与技术发展的核心瓶颈问题，对其深入研究对优化高速进气道设计具有决定性意义。

　　1. 计算工况与网格

　　网格数量2869668 Hex8(第一层网格高度0.0038mm)，使用DIMAXER K3求解器(四阶精度)，约1.8亿求解点。

　　2. 计算结果

　　DIMAXER软件对非对称斜劈复杂的三维问题的研究，有助于超燃冲压发动机内流场的研究，特别是有利于进气道效率和局部传热量的优化。

　　总结

　　通过对空心圆柱裙、DLR18° 斜楔、非对称斜劈等多个超/高超声速飞行器典型算例的模拟分析，充分验证了 DIMAXER软件在处理超/高超声速飞行器工程设计中复杂流动现象的计算能力。

　　无论是边界层转捩、流动分离，还是激波干扰等难题，DIMAXER软件均能提供高精度的计算结果。

　　值得一提的是，相较于国际主流计算流体力学软件普遍采用的迭代算法，DIMAXER软件创新数值算法，从根本上避免了传统迭代算法可能存在的收敛性困扰，为复杂流场的高效、准确计算开辟了新路径。