隔离段是高超声速推进系统关键的气动部件之一,其性能影响着推进系统的稳定工作裕度。隔离段截面形状、隔离段长度与当量直径比是影响隔离段性能的两个主要因素,本文在长度与当量直径比相同的前提下,对三种不同截面类型的隔离段(椭圆形隔离段、方转椭圆隔离段和矩形隔离段)进行了三维数值仿真。分析了不同截面形状下隔离段的流场特征,总结了截面形状变化对隔离段性能影响的规律,给出了不同来流条件下隔离段出口参数的变化趋势,可以为今后非常规隔离段的设计提供参考。首先分析了隔离段截面形状对其内部流场特征的影响。研究发现,不同截面形状的隔离段,其流场特征和激波串结构不同,进而影响其抗反压能力。结果表明,在均匀来流条件下,当来流马赫数小于2时,流场和激波串结构基本对称;当来流马赫数大于2时,流场和激波串结构出现不对称,此时激波串不再关于隔离段几何中线对称,随着来流马赫数增大,这种不对称现象加剧。其次研究了隔离段截面形状对其气动性能的影响。对比分析发现,椭圆形隔离段抗反压能力较强,方转椭圆隔离段次之,矩形隔离段最弱。其中椭圆形隔离段的抗反压能力随着长短半轴比减小逐渐增强,当长短半轴比为1时(即圆形),隔离段的抗反压能力最强;方转椭圆隔离段的抗反压能力受截面变化规律影响很大;矩形隔离段的抗反压能力则随着宽高比增大而减弱。同时结果表明,隔离段截面形状对出口马赫数和温升比基本没有影响,而对出口总压恢复影响显著。其中,圆形隔离段总压恢复最大,方转椭圆隔离段总压恢复最小。最后研究了来流条件对隔离段性能的影响。结果表明,随着来流马赫数增大,隔离段抗反压能力逐渐增强,而出口总压恢复和马赫数减小,温升比升高。研究发现,对于椭圆形隔离段,在不同来流马赫数下,当隔离段承受最大反压时,出口马赫数基本相同。