提高大功率连续波DF/HF激光器的运行可靠性是目前面临的研究课题之一,针对现有大功率连续波DF/HF化学激光器增益发生器喷管存在的喉道烧蚀问题,考虑采用在热防护和化学防护方面具有优势的气膜冷却法,实现对喷管壁面及喉部壁面的保护。本文对以节流孔控制气膜流量的气膜冷却式喷管进行建模,并围绕其流场参数分布展开模拟,主要模拟分析了气膜流量的变化和气膜狭缝宽度的变化对喷管流场参数的影响。模拟结果显示,气膜在一定程度上保护了喷管壁面,并且随着气膜流量的增加,壁面处的He含量增高、温度下降、气膜保护效果增强。但因为He气膜的稀释降温作用,气膜流量不能取太大。另一方面,气膜狭缝宽度的改变并没有给流场参量带来大的变化,进行参数设计时合理选取即可。更重要的是,通过分析主气流和气膜之间的相互作用,得到了主气流和气膜的理论喉道宽度与喷管物理喉道宽度之间的经验关系式,这可为新型喷管的喉道参数设计提供参考,也是本文的工作难点。在喷管收缩段的水冷区域,外表面和高温的主气流及低温的气膜直接接触,内部有冷却水通过,温度分布相对复杂。本文针对该区域进行建模,通过模拟分析该区域的温度场分布和水冷却效果。结果表明,冷却水的流速过低会导致其出口水温过高甚至超过沸点。从这一点出发,找出了在模拟设定的参数下对应的合适水流速和水流量,为相关的实验设计提供了方法借鉴和数据参考。最后,在某激光器试验平台的实验数据和设计参数的基础上,结合本文模拟得到的相关结果,对燃烧室喷注器、燃烧室、喷管、点火器、气膜供气通道中的主要结构参数及供气流量参数进行了计算,初步完成了气膜冷却效果验证实验的设计工作。