中國科學院高溫氣體動力學重點實驗室
中國科學院高溫氣體動力學重點實驗室
高溫氣體動力學國家重點實驗室(The State Key Laboratory of High Temperature Gas Dynamics) 正式成立於1994年，是在二十世紀五十年代末錢學森和郭永懷先生建立的中國科學院力學研究所氣動研究力量的基礎上發展壯大的。在俞鴻儒先生的指導下，實驗室以國家重大需求為背景，定位高溫氣體動力學為主要研究領域。1999年首批進入中科院創新工程，逐步發展成為集理論分析、實驗研究和數值模擬為一體，裝備配套的高溫氣體動力學開放研究基地。\n實驗室以國家的重大需求為導向，以解決高超聲速科學的關鍵技術為目標，在高溫氣體動力學領域開展相關的新概念、新方法、新技術方面的前瞻性和基礎性研究。
高溫氣體動力學國家重點實驗室以空天科技發展為主要背景，致力於高溫氣體動力學研究，是在二十世紀五十年代末錢學森和郭永懷先生建立的中國科學院力學研究所氣動科研力量和學科方向的基礎上發展壯大的。實驗室正式成立於1994年，在俞鴻儒院士的指導下，實驗室堅持工程科學理念，以創新求發展，逐步發展成為理論、實驗和數值模擬研究相結合、裝備配套的高溫氣體動力學開放研究基地。1998、2004、2005和2009年，實驗室先後以優良成績通過中科院或國家重點實驗室評估。現任實驗室主任為姜宗林研究員，學術委員會主任為崔爾傑院士。
實驗室遵照錢學森和郭永懷先生倡導的科研理念，面向國家航空航天和國民經濟的重大戰略需求，以突破高超聲速科技的關鍵技術為主要目標，研究在高溫高超聲速極端條件下，具有分子振動和轉動激發、分子離解、電離等內態變化介質的複雜流動規律；建立、完善高溫氣體動力學理論體系，支撐高超聲速科技關鍵技術的突破；建設具有國際水平和持續創新能力的高溫氣體動力學科研與人才培養基地。
實驗室不斷建設和完善高焓熱化學反應流的實驗和數值模擬兩大平台，以突破高速－高超聲速推進、高焓流動氣動熱控制與防護、高超聲速飛行器構型優化設計三大高超聲速飛行的關鍵技術為目的，研究高溫氣體動力學領域的四大前沿學科問題：
1）高溫熱化學反應流動規律
2）超聲速燃燒和爆轟物理
3）高超聲速飛行器構型優化與氣固耦合理論
4）稀薄氣體與非平衡流動
1）高焓熱化學反應流動規律
不斷提高模擬高焓熱化學反應流動的能力，發展先進的測試技術，探索若干典型高焓流動過程的規律：如噴管自由流的高速膨脹特性，壁面催化性能對熱流率的影響，熱化學反應流和飛行器俯仰力矩的關係，噴流減阻規律的流體物理機制等。經過實驗與理論的對比與驗證，提高對高焓熱化學反應流的預測能力，探索其對空天飛行器性能影響的一般性規律。通過具有不同催化與輻射特性壁面的研究和對噴流減阻規律的探索，提出空天飛行器氣動熱的主動控制和被動防護方案。
2）超聲速燃燒和爆轟物理
摸清煤油液態、氣態、超臨界態、裂解態等不同形態的超燃特性；研究不同點火、燃料噴射、增強混合、穩定燃燒方式對超燃發動機燃燒效率、推力性能和比沖性能的影響；對地面模型發動機進行優化設計，突破馬赫數為7的碳氫燃料超燃衝壓發動機的關鍵技術問題。開展發動機和機身一體化的優化設計，研究燃料用於發動機/飛行器機身冷卻、控制、結構等系統化問題。
研究熱射流誘導爆轟快速起爆方法，突破液體燃料脈衝爆轟發動機的關鍵技術；弄清脈衝爆轟推進系統的工作過程，掌握熱力學循環運行匹配機制；研究空氣和燃料混合增強方法，提高燃燒效率。優化液體燃料脈衝爆轟發動機的運行機制，提高其運行頻率；控制脈衝爆轟發動機的運行背壓，提高推力輸出密度。
3）高超聲速飛行器構型優化與氣固耦合理論
完善高超聲速飛行器設計平台和氣動特性測試技術，考慮飛行器熱走廊，研究飛行器－推進系統氣動布局多目標優化設計方法，提出以新型的組合發動機為動力的空天飛行器布局方案和高超聲速高高空飛行條件下的氣動操縱新概念、新方法。完成一至兩類高超聲速飛行器氣動布局方案。
4）稀薄氣體與非平衡流動
研究電離非平衡現象，測定在高溫下離化氣體的電離複合與親電特性動力學參數；研究過渡領域真實氣體效應，建立適合於全流域（連續介質區、過渡領域、自由分子流）的NS方程與直接模擬Monte Carlo方法的耦合演演算法；開展亞軌道飛行器氣動外形和噴流控制的優化設計；研究深空探測航天器再入過程和動力裝置羽流特性；建立有電磁場作用的多組分中性氣體和等離子體內流和羽流的連接計算方法。
現有固定人員68人，14名研究員，含中國科學院院士1人，百人計劃6人，國家傑出青年基金人員2人，百千萬人才3人。
