题目：液体火箭发动机再生冷却通道结构优化

可重复使用运载器（RLV）具有很高的军事和民用价值，是未来运载器的发展趋势。液体火箭发动机作为RLV动力系统的首选方案，其研究进入了一个大推力、高可靠性、低成本以及长寿命的阶段。推力室身部是液体火箭发动机的主要部件，其结构优化设计是推力室身部可重复使用技术的重要研究方向。大量的试验和分析结果表明，通过改进冷却通道的几何形状能实现推力室寿命的增长。因此，对推力室冷却通道结构的优化将是推力室发展的一个新课题。本文围绕液体火箭发动机推力室身部冷却通道结构优化设计展开较为深入的理论研究及数值计算，具有较大的理论意义和工程价值。

论文首先对国内外液体火箭发动机推力室身部耦合传热分析、结构非线性分析和推力室身部结构优化的研究工作进行了大量的文献调研和分析研究。

其次介绍了液体火箭发动机推力室身部“准二维”耦合传热数理模型及数值计算方法，并采用FORTRAN语言编程计算“准二维”再生冷却耦合传热，为其结构非线性分析提供参考。

然后利用ANSYS商业软件，采用单向流—热耦合向热—固耦合的载荷传递方法，对推力室身部进行了结构非线性分析，包括热分析和弹塑性结构分析，并在此基础上进行了推力室内壁的寿命计算。同时分别研究了静态、动态载荷加载方式和二维、三维本构模型对计算结果的影响。

最后分析了冷却通道的结构参数变化对推力室内壁温、冷却通道压降和寿命的影响规律之后，采用多目标遗传算法NSGA2实现了以推力室寿命最长和冷却通道压降最小为目标的冷却通道结构二维优化。