该文第一章对层板再生冷却热控制技术、液体火箭发动机再生冷却套内流动传热及复杂区域内不可压紊流CFD的研究历史和现状作了详细综述,从中建立起对研究对象和研究方法的总体认识,余下各章在理论和实验两方面对层板再生冷却技术工作原理展开研究.为了解层板再生冷却推力室在传热上的基本特征,第二章重点研究流动和热充分发展的矩形截面长、直再生冷却通道内的传热问题,建立了层板再生冷却推力室二维流固耦合传热过程的数理模型,采用通用形式控制方程描述冷却剂紊流传热和通道材料内导热的共轭传热问题,从而避免了流-固区域之间的反复迭代,大大缩短了计算时间.考虑了冷却剂和层板材料热物性的变化,并对室壁厚度、高宽比和物性变化等诸多影响因素进行了参数研究.接下来的各章重点对液体火箭发动机层板再生冷却紊流流动传热的三维效应进行研究.该文尝试将完全压力校正方法推广到三维非正交曲线坐标系中,编制了三维复杂区域内不可压流动传热计算的通用程序.采用该文建立的数理模型和计算方法对液体火箭发动机再生冷却通道内冷却剂的三维流动特点进行了探索,重点研究了冷却通道高宽比、表面粗糙度对流动特性(包括压力损失、二次流动、紊流强度等)的影响.提出了液体火箭发动机再生冷却通道内三维流动传热计算方法,并利用这一方法对某缩比推力室再生冷却传热过程进行了数值模拟.在国内首次对大高宽比层板再生冷却通道的流动和对流换热特性进行了实验研究.该文以未来先进液体火箭发动机层板再生冷却推力室为目标,对微小宽度大高宽比矩形变截面S形弯管中的复杂流动传热现象作了较为详尽的理论探索和初步实验研究,发展了一种三维复杂流动传热现象作了较为详尽的理论探索和初步实验研究,发展了一种三维复杂空间中不可压流动传热的数值计算方法,为层板再生冷却推力室大高宽比冷却通道的设计提供了必要的理论手段和初步的实验依据.