本研究探讨了通过使用氢气作为冷却剂的再生冷却技术来管理超燃冲压发动机过热问题的挑战。研究的目标是通过在发动机壁面上附加小尺度通道，降低超燃冲压发动机进气道处气流与压缩斜坡之间的高温。建模过程包括对超燃冲压发动机进气道进行二维计算流体力学（CFD）模拟，并将每个冷却套通道离散化为管道单元。在获得CFD流动解后，将壁面热通量分布纳入冷却通道模型，启动前向推进程序以计算温度和压力分布。收敛后的分布用于计算沿冷却套的熵生成率。模拟结果表明，尽管传热效率提高，但较高的雷诺数会导致热力学损失增加。相反，较低的高度由于流动压缩性和流动加速增强导致的热量增加，从而提高了熵生成率。此外，较高的马赫数会加剧熵生成，导致超燃冲压发动机壁面的热通量升高。考虑到熵生成率作为必须最小化的目标函数，可以在不同的自由流气流条件下实现最佳的冷却剂质量流量。显然，结合第二定律分析实施特定通道几何形状是缓解极端壁温的适当策略，从而提高超燃冲压发动机的性能并延长其使用寿命。- 为降低壁温，针对超燃冲压发动机进气道设计了冷却套模型。- 较高的马赫数会增加熵生成率，从而导致超燃冲压发动机壁面热通量升高。- 当通道的熵生成率最小化时，可获得优化的冷却剂质量流量。文章发表期刊：Thermal Science and Engineering ProgressVolume 57, January 2025, 103172
