礼乐-华工汽车学院

第３７卷第３期　
２０１１年６月　
火箭推进　
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ 　ＲＯＣＫＥＴ　ＰＲＯＰＵＬＳＩＯＮ　
Ｖｏ１．３７．Ｎｏ．３　
Ｊｕｎ．２０１ｌ　发动机喷管内流场对流换热系数　
影响因素的数值分析　
王明华，陈劲松　
（北京 航天发射技术研究所，北京１０００７６）　
摘　要：基于Ｒｏｅ－ＦＤＳ格式，采用标准　一￡湍流模 型对某液氧煤油发动机喷管内部燃气　
流对喷管内壁的对流传热换热系数进行了数值仿真与研究，分析了 网格雷诺数以及恒温壁壁　
温对喷管内壁对流换热系数的影响。当近壁面网格第一层法向高度为１０　ｍ ｍ数量级时，仿真　
结果与工程估算公式的计算结果相吻合。同时，在一定范围内，对流换热系数随来流 速度的　
增大而增大，恒温壁的壁温对对流换热系数的影响则较小。　
关键词：喷管对流换热系 数；网格雷诺数；恒温壁；边界层；气动热　
中图分类号：Ｖ４３４—３４　文献标识码：Ａ　文章编号 ：１６７２—９３７４（２０１　１）０３—００３２—０６　
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ 　ｏｆ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｏｎ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　ｈｅａｔ　
ｔｒａｎｓｆ ｅｒ　ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｆ　ａｂｏｕｔ　ｎｏｚｚｌｅ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｌｏｗ　ｆ
ＷＡＮＧ 　Ｍｉｎｇ—ｈｕａ，ＣＨＥＮ　Ｊｉｎ—ｓｏｎｇ　
（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　 Ｓｐａｃｅ　Ｌａｕｎｃｈ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７６，Ｃｈｉｎａ）　
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　 ｏｆ　ｎｏｚｚｌｅ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｌｏｗ　１１１　ａ　ｌｉｑｕｉｄ　ｏｘｙ－　
ｅｎ．ｋ ｅｒｏｓｅｎｅ　ｒｏｃｋｅｔ　ｅｎｇｉｎｅ　ｉｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｒｏｅ—ＦＤＳ　ｃｏ ｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒｍａｔ　ａｎｄ　ａ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｋ－　ｍｒｂｕ—　
ｌｅｎｃｅ 　ｍＯｄｅｌ＿Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｍｅｓｈ　Ｒｅｙｎｏｌｄｓ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｃｏｎ ｓｔａｎｔ　ｗａｌｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｃｔ　Ｖｅ　
ｈｅａｔ　 ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｆ　ｎｏｚｚｌｅ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｌｆｏｗ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　 ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｉｎ　ｇｏｏｄ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｗ　ｔｎ　ｔｈｅ　
ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｓｔｉｍ￣ｉｏｎ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ 　ｍａｇｎｉｕｄｅ　ｏｆ　ｔｉｆｒｓｔ　ｎｅａｒ。ｗａｌｌ　ｍｅｓｈ　ａｌｔｉｔｕｄｅ　ｉｓ　１０＿ ３　
ｍｍ．Ｉｎ　ａ　ｇｉｖｅｎ　ｓｃｏｐｅ，ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎ ｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｌ ｏｗ　Ｖｅ‘　
ｌｏｃｉｔｖ．ａｎｄｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｗａｌｌｔ ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅ ｎｔ　ＩＳ　ｍ—　
ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ．　
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　 ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋｅｔ　ｎｏｚｚｌｅ；ｍｅｓｈ　Ｒｅ ｙｎｏｌｄｓ　ｎｕｍｂｅ　；ｃｏｎ－　
ｓｔａｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗａｌｌ；ｂｏｕｎ ｄａｒｙ　ｌａｙｅｒ；ａｅｒｏｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ　
收稿日期：２０１１－０２—１０； 修回日期：２０１１—０２—０６　
作者简介：王明华（１９８４－－），女，硕士研究生，研究领域为 发射燃气动力学