为计算高速旋转固体火箭发动机内流场特性,首先,采用RNGκ-ε湍流模型,对某端面和内孔同时燃烧管状装药固体火箭发动机燃烧室-喷管统一内流场进行了三维内流场数值计算。采用用户自定义函数UDF编程给出了质量入口边界。计算结果表明,高速旋转固体火箭发动机内流场切向速度分布较复杂,在燃烧室前封头呈现出了准Rankie组合涡分布,在喷管内呈现明显的准强迫涡特性。燃气切向速度于燃烧室和喷管喉部分别达到峰值。燃烧室前封头处燃气轴向速度变化剧烈,出现了两个峰值,并在近轴线处出现了轴向速度的负值。其次建立二维非定常喷管壁面流固热耦合模型,计算喷管受热状态、热流密度等参数。计算结果表明,随着发动机工作时间的延续,高温燃气对喷管内壁面热交换的总热流密度逐渐降低,发动机喷管喉部前端位置总热流密度最大,换热最为强烈。高速旋转对发动机喷管与燃烧室的壁面传热影响的趋势是随着旋转过载的增大而增大。发动机燃气切向速度显著增加,单位时间内流过壁面的燃气分子数增多,使对流换热系数增大,导致对流换热加剧。在燃烧室及喷管区域,均产生了燃气涡旋,燃气所具有的部分动能在涡旋中逐渐耗散转变为热能,壁面的传热加强。高速旋转对前封头与喷喉结构强度与热防护带来严重影响。