题目：复合射流膜冷却研究

膜冷却是火箭发动机和航空发动机中常用的热防护形式之一，其特点是冷却效率高，但损失了部分燃料，影响了发动机的性能。本文以数值模拟为工具，根据剪切流动的特点，对气膜冷却的一些基础理论问题展开探索性的研究。首先对膜冷却的理论研究进行了综述，总结了气膜冷却的流动特性和传热特性，并对其进行了不同湍流模型下的数值模拟。之后针对气膜冷却在不同的吹风比和不同入射角度下的三维流场模拟，力求深入研究气膜冷却的机理，分析其传热特性。最后对多孔壁气膜冷却进行了研究。通过计算发现：在常规气膜孔下游开两个射流小孔，侧向的射流小孔分别产生了一个较弱的反向旋转涡对，与主流的反向旋转涡对产生相互作用，降低了反向旋转涡对的强度和尺度，减缓了主流和射流的掺混过程，降低了反向旋转涡对对冷却气体的抬升作用，改善了流场结构，使气膜的贴壁性能更好，提高了气膜孔的冷却效率，在各吹风比下的冷却效率都得到了一定的提高。多孔壁气膜中冷却气体的加入可以明显提高冷却距离，但是在后排加入的冷却气体使冷却壁面附近的边界层的动量得到提高，使得冷却气体整体向上提升，复合射流的多孔壁气膜冷却的冷却效率在总体上要好于单孔模型。