液体火箭发动机的推力室室壁承受着非常高的燃气压力和燃气温度,并且经受着高速燃气气流对推力室室壁强烈的冲刷作用。为了保证推力室的结构强度使其不被破坏,有必要采取手段对液体火箭发动机的推力室结构进行冷却,从而避免因温度过高导致的推力室结构损坏。随着计算机性能的提升,数值模拟的手段在各领域的运用也越来越广泛。本文利用计算流体力学软件Fluent对液体火箭发动机中推力室的再生冷却问题进行研究。分别就有无肋片情况、肋片长宽比改变的情况、不同冷却液质量流量情况以及不同冷却液流动方式下的推力室的冷却情况进行数值研究,确定各种参数变化对推力室室壁冷却情况的影响大小。通过研究发现:当冷却剂流量增加到一定程度时,对推力室结构的冷却效果变弱。冷却剂流量的增加也会在强化外部传热的同时使穿过推力室内壁面的热流密度有所增加。这种变化在喷管喉部附近最为明显。冷却剂流动方向与燃气流动方向相反时的冷却效果相比冷却剂与燃气流动方向相同时的冷却效果要好。相比于无肋片情况,同样冷却剂流量下有肋片时冷却剂对壁面的冷却效果更好。肋片的增加(肋片深宽比的增加)会提高肋效率,但是会削弱冷却剂与推力室内壁面间的对流换热。因此,应根据实际情况,选取合适的肋片深宽比。此外,推力室内壁面上的温度和热流密度变化规律与推力室的几何结构有着直接的关系。在推力室的燃烧室段,燃气流通截面不变,因为流体粘度的影响,燃气速度会有微小的减弱。在该段内热流密度沿轴向逐渐降低。进入收缩段后,燃气通道截面积逐渐减小,燃气速度增加,热流密度逐渐升高,在喉部附近达到最大值。喷管喉部到喷管出口段,燃气通道截面积逐渐增加,热流密度逐渐减少。喷管扩张段是由一个小曲率圆弧和一个大曲率圆弧构成。燃气截面变化规律在该位置的突变,致使在喉部下游位置热流密度急剧下降,然后逐渐趋于平缓。本文将为液体火箭发动机推力室结构设计和热试车实验提供技术参考。