随着人们对航天事业环保要求的提高,使用了超过50年的采用具有致癌性和腐蚀性的肼基推进剂的液体推进器已经不能满足现代航天事业的需求,一种采用无毒的ADN基推进剂的ADN推进器越来越受到人们的关注。ADN推进器具有毒性远低于肼、密度比冲大、不产生可燃性烟雾的优点,具有很高的应用前景。由于在ADN推进器内包含着复杂的物理化学过程,涉及流动、传热、催化分解反应、燃烧反应等众多子过程以及它们之间强烈的耦合关系,很有必要对ADN推进器的工作过程进行深入研究,本文将采用仿真计算的方法来探究其内部的工作过程。本文对推进器内的流动、传热、催化分解及燃烧过程进行数学描述,建立ADN推进器工作过程的数学模型。以某ADN推进器为研究对象,对推进器内的催化分解反应及燃烧过程进行了仿真计算,得到与实验结果吻合的ADN推进器内温度、压力的仿真计算结果,验证了仿真计算的精度,并对ADN推进器内的工作过程进行了深入地分析。首先,研究了推进剂入口流量、催化床预热温度、多孔介质孔隙率对ADN推进器内催化分解反应和燃烧过程以及推进器性能的影响规律,分析了上述三个参数对ADN推进器内工作过程的作用机理。然后应用正交设计方法,基于计算机仿真计算,对ADN推进器的催化床长度及直径、燃烧室长度等结构参数进行了优化,以推进器推力为评价指标,利用直观比较法、极差分析法以及方差分析法分析了仿真优化计算结果,研究了上述结构参数对推进器性能的影响,得到了最优参数水平组合,并对比了优化后的ADN推进器和原机型ADN推进器内的工作过程,为ADN推进器的优化设计提供了参考依据。