CFD 仿真是当前燃气射流动力学的重要研究方法之一。本节介绍两种常用平台下自由射流仿真的基本流程，其一是开源CFD 代码库OpenFOAM，其二是商用CFD 仿真软件Fluent。

对于基于有限体积法的仿真平台来说，射流仿真通常包含以下几个基本步骤。

1. 建立几何模型

CFD 计算所需的几何模型是由一个或多个封闭的边界围成的空间区域，区域内的所有部分都被流体充满。如果计算中包含固体内部的热传导，则在某些或者全部区域内也包含固体体积。

2. 划分网格单元

采用有限体积法求解时，需要将几何模型划分为有限个有限大小的单元，每个单元都是求解过程中的一个控制体（欧拉描述）或者流体微团（拉格朗日描述）。

3. 选择物理模型

对于流体而言，主要是选定是否是定常流动，流体的可压缩性、黏性、导热性、状态方程、湍流模型等，即完全确定仿真时求解的数学模型。

4. 定初边值条件

通常来说，CFD 求解的数学模型是偏微分方程组，需要给定所有几何边界的物理边界条件，并给定所有单元的各物理量的初始值，才能得到唯一的解。(www.daowen.com)

5. 求解数学方程

将数学模型离散到每个网格单元，建立以单元均值表示的近似代数方程组，采用合适的算法求解代数方程组，得到各个物理量均值的近似解，又称数值解。

6. 数值解可视化

得到流场各物理量的数值解之后，通常需要以图形或者表格的方法将数据显示出来，便于开展仿真结果分析。

本节仿真的是标准大气内空气的自由射流，发动机内气体的参数见表4.2。

表4.2　发动机内气体的参数

拉瓦尔喷管剖面外形尺寸如图4.32 所示，喉部直径为80 mm。

图4.32　拉瓦尔喷管剖面外形尺寸