1.1湍流方程

固体火箭发动机尾焰喷射时发生着十分复杂的物理化学反应，该过程伴随着激波和湍流的产生^[5]，同时尾气与周围的大气掺混产生了流体湍流运动、对流换热、湍流燃烧化学反应等等。这些复杂的过程看似相对复杂，但基本遵循着三个基本守恒方程，即质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。

流体在流场中随着时间和空间坐标发生着紊乱的变化，流体流动主要分为层流和湍流，通过雷诺数来判断流体流动的模型。

雷诺数在工程应用中通常取2300，当Re<2300，即认为是层流，Re>2300，即认为是湍流。固体火箭发动机尾焰中的雷诺数是大于2300的，因此尾焰的流体处于湍流流体状态。

火箭发动机流场的流动是一个高雷诺数，湍流流动的复杂性和工程计算的复杂性决定了湍流模型的多样性^[6]。在湍流的情况下，射流中的混合和反应过程都受到流动湍流性质的显著影响。在求解流场中运用湍流模型时，选取了 k-湍流模型，该模型能够有效的模拟化学燃烧和湍流运动的相互作用。