喷管是液体火箭发动机产生推力的装置,喷管性能分析和传热计算是喷管设计的重要部分,而实现它们的方法便是对喷管流场进行仿真计算,对于追求高效率的工程应用来说,流场计算希望既快且准。而针对火箭发动机喷管流场超高雷诺数的特性,其大部分流动区域实际上处于近似无粘状态,仅有壁面薄层需要考虑粘性效应,因此无粘流场结合附面层修正是工程上最适合喷管流场分析的计算方式。本文在已有无粘化学动力喷管流场求解器的基础上研究了可与之配套的液体火箭发动机附面层仿真计算方法,开发了喷管流场计算应用程序,对其的工程应用与适用范围进行了研究,提出在薄附面层方程不够适用时,应当使用考虑了纵曲率项和法向压力梯度的厚附面层方程来计算的改进措施,随后对厚附面层理论进行了初步研究,完成了以下工作:1.从二维/轴对称薄附面层方程组出发,使用C-S（Cebeci-Smith）零方程模型建模湍流,利用Falkner-Skan-Mangler变换对控制方程进行转化并数值求解,编制得到了可与无粘流场求解器配套的附面层fortran程序,初步发展了一个完整的无粘流场结合附面层修正二维化学动力喷管流场求解器,其全喷管流场计算时长在60s左右;2.针对某扩张段使用拟抛物线型面的液氧甲烷发动机,采用完整的自研程序研究了不同设计参数对其喷管效率的影响,设计参数包括推力、室压、混合比、喷管面积比、喷管初始角和喷管出口角等。计算喷管效率时考虑了几何损失、附面层损失、化学动力损失,之后对其进行了以最大真空比冲为优化目标的最优抛物线型面造型;3.对比了自研程序、巴兹公式和CFD三者在SSME（航天飞机主发动机）喷管壁面热流计算上的差异,发现附面层程序和CFD结果差不多都较为准确,而巴兹公式与两者差异较大,随后分析了造成这种差异的原因;4.使用自研程序计算了三个面积比依次增大的氢氧发动机喷管比冲,其计算得到的附面层厚度依次增大,与CFD计算结果进行了对比,发现附面层越厚,程序得到结果与CFD全N-S求解器差别越大,初步认为在出口附面层厚度与出口喷管半径之比大于10%时,薄附面层程序不够适用;5.采用量级分析方法推导了考虑了纵曲率项和法向压力梯度的不可压厚附面层方程组,使用打靶法求解了相似解,为以后进行了厚附面层程序开发奠定了基础。