舰船燃机进气系统又叫进气蜗壳或进气箱，主要功能是引导入口处空气，组织气流流场，减少流量损失，使其出口处的气流流场指标达到在不同工况下旋转机械的要求。

总所周知，早期的进气系统理论研究的前提条件是基于无粘性流动级旋转部件出口流动为轴对称的假设之上。而在实际工质流动时，粘性是不可忽略的，而且，由叶片旋转引起的进气系统进口的非均匀性也使得传统研究方法注定难以获得进气系统内部流动的精确描述。随着计算机技术的不断进步和计算流体力学的快速发展，数值模拟方法已经成为燃机进气系统流场研究的重要手段和方法之一，在进气系统的改进和完善的研究中发挥着越来越重要的作用[14-17]。61698

数值模拟也叫计算机模拟，它以电子计算机为手段，通过数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的[18-19]。数值模拟实际上可以理解为用计算机做实验。比如某一特定机翼的绕流，通过计算并将其计算结果在荧光屏上显示，可以看到流场的各种细节：如激波是否存在，它的位置、强度、流动的分离、表面的压力分布、受力大小及其随时间的变化等。通过上述方法，人们可以清楚地看到激波的运动、涡的生成与传播。总之数值模拟可以形象地再现流动情景，与做实验没有什么区别。相对于传统的试验研究方法，数值模拟具有较大的优越性，因为数值模拟具有耗费小、时间短、省人力等优点，便于修改和优化，研究更为自由、灵活，而且还可以对实验中难测量的物理量租出大致估计，如对核反应堆失水事故的模拟等。数值模拟的另外一个突出优点就是具有很好的重复性，条件易于控制，可重复模拟过程，这在流体力学的数值模拟中尤为明显。由于实践性很强，数值模拟得到了越来越多地应用，由早期的航空工业发展到其他很多工业。

目前，对于进气系统的流场的数值模拟是基于N-S方程的流场计算：通过建模使N-S方程封闭，然后通过离散求解方程得到流场。例如，对离心泵蜗壳的计算，大多建立在标准的 双方程紊流模型的基础上，以达到求解二维或三维不稳定、不可压缩流场的目的。研究人员通过多年对进气系统多方面的研究，将数值模拟和实验相结合，对燃机进气系统的气流流场进行了多方面的分析，为以后设计和改进燃机的进气系统提供了大量的理论依据。Braembussche等人采用Euler方程计算蜗壳，用N-S方程计算叶轮，并通过两者的迭代，计算出了蜗壳进口流动的非均匀性，但这种方法往往只适合于蜗壳流场无分离或分离非常微弱的情况[20]。石宝龙、孙海鸥等研究人员运用大涡模拟方法研究两种不同方案的进气系统的气动性，考察燃机进口处的流场状态，并进行了缩比模型的风洞试验，仿真结果和实验结果吻合良好，为实际舰船燃气轮机进气系统的设计和改进提供了可靠的参考依据[13]。石汇林等研究人员通过数值模拟手段，对大型电站动叶可调轴流引风机进气箱内部三维流场进行研究，采用雷诺时均N-S方程做定常计算，计算方法为Segregated隐式方法，湍流模型选用标准 两方程模型，壁面附近采用标准壁面函数，压力-速度耦合采用Simple算法，湍流能动、湍流耗散项、动量方程都采用一节迎风格式离散。对多种不同配置的进气箱出口压力损失和速度分布进行比较文献综述，分析了内部流动损失原因，计算结果为进气箱结构优化设计提供了参考依据。并且，通过计算结果与实验结果的比较，验证了数值计算的精度以及计算方法的正确性[21]。吴克启等研究人员采用压力修正算法求解 两方程湍流模式封闭的雷诺时均方程，模拟斜流风机从进气箱到叶轮出口的整体流场，分析进气箱出口不均匀来流对叶轮的影响，并采用混合平面传递通流元件之间的棍合流场信息，解决了包含多个通流元件的整机内流场计算对内存空间的要求[22]。韩占忠等研究人员利用任意拉格朗日一欧拉(ALE)计算方法对基于“等环量”理论并考虑气体粘性而设计的蜗牛式压气机蜗壳进行了数值模拟。模拟计算结果与试验所测得的结果基本吻合，证明该种数值模拟方法是可的，计算结果对蜗牛式压气机蜗壳的优化设计具有参考价值[23]。