阎超课题组是国内同航空航天型号研制部门合作关系最密切的CFD课题组之一，参与了国内多个航空航天型号研制工作，合作单位涵盖了主要的航空航天主机型号研制部门。目前，该课题组在高精度CFD计算方法、先进转捩/湍流模型、气动力/热模拟、复杂网格技术、大型CFD软件研制及其在航空航天中的应用、高超声速空气动力学、航空航天飞行器气动布局及其优化设计等领域展开了相应的研究工作，取得一系列研究进展和成果。

A 先进湍流模型的研究及应用

本课题组以前沿学术研究与复杂工程应用为目标，在已有研究成果基础上，围绕拓展经典湍流方法、创新RANS/LES混合方法和探索湍流前沿问题三个方面，开展了包括RANS模型的评估与发展、新型RANS/LES混合方法的研究与改进、湍流模拟方法的高超声速适用性及因素敏感性与不确定性分析等内容的研究工作，基本构建起高精度高保真的先进湍流模拟方法体系，为我国高超声速飞行器等的研制提供了强劲的高精度湍流模拟支持。

(1)受到涡粘性SGS模型启发，提出了一个更具物理意义的DDES模型，改善了计算精度，并可适用于转捩流动模拟；

(2)从能量耗散的角度，提出了一种基于熵概念的SDES方法，并构造了一种新型的基于熵限制的动态RANS/LES混合方法；

(3)利用涡量与涡量梯度的比值，构造了三维von Karman混合长度，提一种新型一方程XY-SAS模型；

(4)面向实际工程应用，开展了复杂湍流流动的高精度RANS/LES混合方法数值模拟应用研究，取得了积极的效果并积累了丰富的经验；

B 高精度、高分辨率格式

本课题组在阎超教授带领下，持续、深入地研究高分辨率数值格式，经过多年的不懈努力，突破了一些关键技术，有效地促进湍流基础研究及工程实际问题的解决（如气动热预测）。具体取得的成果如下：

(1)针对高超声速激波异常问题（如红玉现象），提出新型应对策略——剪切粘性框架；

(2)针对高超声速气动热精确预测问题，构造新型低耗散激波鲁棒格式；

(3)针对迎风格式低速时遭遇精度恶化和收敛困难，在湍流模拟中可靠性不足，构造新型耗散自适应的全速域格式；

(4)基于多维最优阶探测（MOOD）范式和隐式时间推进方案，建立高保真度的高阶插值格式，有效提高高阶格式鲁棒性及降低计算成本，成功应用于可压缩湍流的隐式大涡模拟；

(5)成功推广新型耗散自适应的高分辨率格式的应用，为复杂非定常湍流问题研究提供更加可靠的数值求解方案。

C 高超声速转捩预测方法的研究及其应用

结合航空航天工程需要，本课题组将现有的转捩模式推广到高超声速的领域，完善现有模式对横流转捩及多重失稳模态诱导转捩的预测能力，并多次实现对工程中复杂外形高超声速边界层转捩的预测，具体成果如下：

(1)实现了多种边界层转捩预测技术（ γ-Re_θ, k-ω-γ , k_T- k_L -ω, “层流+转捩准则”模型 ）；

(2)提出了一种适用于复杂外形的网格重排序辨识边界层参数的方法，并将其应用于边界层转捩预测方法中；

(3)考虑多种转捩机制和影响因素，拓展模型对边界层转捩的预测广度和精度；

(4)提出了一种能够准确预测流向不稳定失稳诱导的自然转捩的新型转捩准则预测方法。

D 高超声速飞行器气动布局优化设计

近年来，课题组紧密结合先进飞行器优化设计的工程项目，在飞行器优化设计尤其是高超声速飞行器气动布局优化设计上取得了关键技术的突破以及丰富的工程经验，代表性成果如下：

(1)建立了高超声速飞行器复杂外形的参数化建模方法

(2)开发了高效的高超声速飞行器的参数灵敏度分析方法

(3)建立了高效的、针对三维复杂外形的优化流程体系

(4)研制完成了具有国际领先水平的高超声速飞行器机体/推进一体化优化设计软件

以下为阎超课题组近些年来所取成果的展示：