超燃冲压发动机由于比冲大,飞行阻力相对较小,可以提供更高的飞行速度等优势,是未来航空航天动力系统的主要研究方向。但是由于来流滞止温度高和发动机燃烧释热的综合原因,超燃冲压发动机面临着严重的散热问题,目前最好的解决方案就是用发动机自身携带的燃料进行散热。所以提升碳氢燃料在发动机冷却通道内的换热性能非常有必要。建立了RP-3热裂解流固耦合换热数值仿真计算模型,验证了模型的可靠性。针对三维矩形微通道,设置了四种不同的网格密度,做了网格无关性验证,得出了最优的网格设置参数。探索研究了肋结构参数对超燃冲压发动机冷却通道换热的影响。首先先针对通道倒梯形、矩形以及正梯形结构进行了对比,得到了倒梯形结构要比矩形以及正梯形结构在入口传热恶化区的换热效果更好,可以有效的降低热边界层发展所导致的传热恶化现象。然后对倒梯形结构的肋倾角大小对冷却通道的影响进行了研究,得出随着肋倾角的增大,入口处传热恶化区换热效果更好,但是随着肋倾角增大到一定程度,入口处传热恶化区换热效果增加不明显,当肋倾角角度增大到101.3°时,达到最优的换热效果。分析了加速度对微细冷却通道换热的影响。对于竖直方向矩形冷却管道,加速度的不同主要影响的是流体在垂直于流动方向截面上的二次流强度。随着加速度的增大,流体二次流强度也会随之增大,通道的换热系数增大,换热性能增强,加热壁面温度随之降低。对于水平方向矩形冷却管道,加速度不同主要影响的是流体的湍流强度。随着加速度的增大,流体的湍流强度会随之增大。湍流强度的增强使得壁面换热系数增强,降低了加热壁面温度。研究了热流密度不均匀对并联微细冷却通道质量流量分配以及换热性能的影响。通过实验针对并联圆管得出高热流通道的质量流量小于低热流换热通道的质量流量。随着热流偏差的增大,碳氢燃料质量流量在并联通道间的偏差也会随之增大。当其中一个换热通道内碳氢燃料超过超临界温度,质量流量偏差会明显增大。通过数值仿真针对并联矩形通道计算得出,并联通道间的射流口不仅可以抑制由热流密度不均所带来的碳氢燃料质量流量分配差异,同时可以有效的降低加热壁面的壁面温度。