最近，关于化学氧碘激光COIL(Chemical Oxygen-Iodine Laser)的军事应用和机动平台集成的研究正在加速，但是，巨大的系统容积和重量使其难于集成，为了方案优化和技术革新，COIL流场数值模拟引起了广泛的兴趣。本文工作的目的是借助计算流体力学CFD技术，对化学氧碘激光COIL的混合流场进行数值研究，深入理解其中的流体动力学与化学反应动力学相互耦合的混合反应过程，为新体系化学氧碘激光的结构设计和运行条件提供有益信息。本文研究内容如下：　　 ⑴构建多组分有限速率化学反应、分子扩散与流体动力学耦合的三维Navier-stokes方程的求解程序，并以冷态流场实验数据为基础进行数值验证，在此基础上，对COIL横向射流进行简化计算，证实了射流流场内存在高频非定常结构，数值结果还发现，N2作载气以后这种非定常结构被削弱了。　　 ⑵为了进一步理解传统的COIL亚声速段横向射流混合流场特性，并探讨这种混合方案在高总压运行条件下的流场变化及其总压恢复性能，在三种总压条件(对应三种射流穿透条件)下对亚声速段横向射流混合流场进行了数值模拟与对比讨论。结果表明，对于传统的COIL亚声速段横向射流混合过程，射流穿透性能决定了COIL增益系数的分布特征，也就是说流动控制方程的对流部分从宏观和根本上控制了混合进程和增益的空间分布。对于射流穿透不足的情形，喷管流动核心区域内造成增益空白；在完全穿透条件下，主、副流介质在喷管展向大部分流场内混合，此时增益在展向分布平坦；在射流过度穿透条件下，对称射流在喷管对称面碰撞，导致流场产生高频非定常结构，这将对光腔的平稳运行不利，同时过度穿透也引起较大总压损失。　　 ⑶针对COIL新体系混合方案，首先对矩形平行射流近场在COIL典型运行条件下应用高密度网格进行数值模拟，得到射流截面转轴过程、流向涡和展向不对称结构等流体动力学现象，这些过程与结构有助于矩形射流混合强化；把矩形射流混合技术应用到高总压COIL中，分析喷管超声速段射流混合流场、激波间断结构、增益介质分布特性，以及总压恢复性能。计算结果表明，这种混合方式可以得到较高的总压恢复系数，但是，由于超声速流动中的射流轨迹诱导了斜激波间断结构或者气动喉道结构。通过适当调整射流位置和主副流的匹配压力，可以减弱这些流场结构的影响，这需要进一步的研究。　　 ⑷对COIL新体系另一混合方案——主流无载气排气吸附COIL的混合喷管流场进行模拟，探讨相关参数特别是碘配额对增益分布的影响。结果表明，应用这种射流混合技术，在适当碘配额条件下，可以得到合理的增益分布，高碘配额则造成局部负增益现象并引起载能浪费，低碘配额则阻碍COIL链式传能反应的顺利进行，增益区向下游偏移严重。