高功率霍尔推力器兼顾了比冲高、推力大、寿命长等特点,在深空探测、星际航行以及空间货物运输等大型空间任务方面有其独特优势。为了提高推力器设计效率并考察热负荷对推力器性能影响,本文基于PIC/MCC/DSMC数值模拟算法对高功率霍尔推力器进行研究,结合磁场计算和有限元分析,对高功率霍尔推力器的多物理场分布、温度变化、推力比冲进行详细考察。以50k W级高功率霍尔推力器为对象,建立了二维轴对称计算模型,基于准电中性假设构建阴极电子发射模型,中性原子视为背景气体,考虑粒子间的相互碰撞为二体碰撞。计算得到标准工况（功率50k W,流量86.4mg/s）下推力为2.2N,比冲2598s,与文献同类推力器实验结果对比,差别为5.18%和3.35%。在此基础上,考察了多种工况下（工作电压400V-600V,工质质量流量69.12mg/s–103.68mg/s）放电通道内离子数密度、离子轴向运动速度、电子温度分布等参数。结果表明增大工作电压会增强粒子间相互作用及离子加速喷出效果,流量调节影响电子温度和离子数密度分布,从推力器性能方面来看,增大工作电压,推力比冲随之增大;质量流量增大,推力增大。基于壁面能量沉积模型探究了推力器内部等离子体对温度升高的贡献,计算得到了多种工况下推力器的温度分布,标准工况下推力器最高温度为678.4℃,位于放电通道内壁面靠近出口处位置,推力器的热损失功率占比达到15.94%。质量流量增大和放电电压增加均引起推力器整体温度升高,在相同变化幅度条件（正负20%范围内）下,质量流量变化引起的推力器温度改变程度强于放电电压改变引起的温度变化。研究了推力器温度变化对磁场性能的影响,温度升高,磁性材料的磁性能出现非线性衰减,放电通道的磁感应强度增大,磁场对粒子的束缚作用在放电通道前半段增强,推力器的磁约束性能下降。考虑磁场变化后计算所得多工况下的推力和比冲相比理想磁场条件下所得结果均呈衰减趋势,最大衰减比例为8.4%,温度升高导致推力器性能下降。为降低推力器整体温度提出了减小放电通道与内外磁屏蔽结构可见陶瓷壁面的表面发射率,改进励磁结构为永磁体和在阳极底座与内外磁屏蔽结构表面添加非磁性导热结构等方案。上述研究结果为高功率霍尔推力器的优化设计和地面实验提供了理论支撑和参考依据。