在航天领域,液体火箭发动机运行中,由于各种阀门打开和关闭引起的推进剂供应系统管路的水击和压力振荡,会造成发动机密封失效,推进剂泄漏,使推进系统失去动力。研究推进剂供应管路的水击现象和压力瞬变规律,对改善发动机管路设计,抑制和消除水击对管路系统的危害,对提高发动机的运行可靠性具有十分重要的意义。本文在对某型号液体火箭发动机推进剂供应管路进行关机水击的研究过程中,先对特征线方法求解水击基本方程的理论进行阐述,并对特征差分法进行了推导,得到水击数值计算的基本公式。然后运用商业软件FLOWMASTER对推进剂管路系统关机水击进行数值计算。软件FLOWMASTER是基于特征线法求解一维瞬变流动问题,求解过程考虑摩擦阻力的影响,软件数据库储存了大量管道沿程损失和弯头、变截面等流动局部损失的实验数据,计算中可以根据不同的工况调用相关流动损失系数,使得流动计算更接近真实值。针对推进剂供应系统管路复杂,有特殊的阀门和五通等非标准元件的特点,提出采用CFD方法,通过求解二维和三维N-S方程获得非标准元器件的局部流动损失特性以及非标阀门的流量系数,再结合FLOWMASTER软件的特征线法进行特殊管路系统水击数值模拟的方法。通过CFD方法,用FLUENT软件对阀门和五通部件作了二维和三维局部流动数值模拟,获得阀门和五通的过流特性数据和局部阻力数据,为水击瞬态过程的准确求解提供充足条件。本文在求解推进剂管路关机水击的过程中还考虑了流体汽化因素的影响,计算结果通过热试车实测数据验证,两者相当吻合。在数值方法的准确性得到验证后,本文研究了管路系统分支管对水击的影响,通过计算数据量化说明分支管影响水击压力的规律。最后,通过计算和分析提出了抑制和消除水击影响的措施。本文主要目的是详细考查推进剂管路压力瞬变规律,所用计算方法和所得结论可为液体火箭发动机系统安全设计提供参考,为包含非标部件的小管路系统水击评估提供参考,也可给水击压力测量方案选择提供依据。