论文摘要：火箭发动机推力室燃气及壁面辐射传热的数值计算

    推力室壁面受到的辐射热流密度是决定推力室结构设计的重要因素之一，也是选择壁面材料以及冷却系统形式的重要参考工具，因此研究推力室壁面所受到辐射热流密度的数值计算，具有重要的实际意义。本文以给液体火箭发动机推力室设计以及冷却系统设计提供有效参考数据为应用背景，通过不同方法自主编程计算了推力室壁面受到的辐射热流密度。结合高分辨率分子吸收系数数据库2008和高温分子光谱数据库2010，用逐线积分法计算了燃气中主要辐射介质的光谱吸收系数，为辐射计算提供了高精度辐射特性参数。在以壁面为辐射源的情况下，用角系数法计算无参与性介质下，壁面受到的辐射热流密度；用反向蒙特卡罗法计算有参与性介质下，壁面受到的辐射热流密度。在以燃气及壁面为辐射源的情况下，用反向蒙特卡罗法、有限体积法以及优化有限体积法计算了推力室壁面受到的辐射热流密度。本文提出的优化有限体积法弥补了有限体积法在处理反射边界下辐射问题时的局限性。通过数值计算，以反向蒙特卡罗法的计算结果为参考，对比有限体积法和优化有限体积法的计算结果，证明了优化有限体积法的正确性。最后，通过用优化有限体积法计算不同推力液体火箭发动机推力室内壁受到的辐射热流密度，证明优化有限体积法具有更加广泛的适用性。

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