碳/碳复合材料在高温环境中具有优异的耐高温性能,复合材料是通过自身的烧蚀来保护内部结构,可以经受恶劣的外界环境的作用。因此研究复合材料烧蚀过程中材料内部温度场的分布有着极其重要的工程应用价值。在高温、高焓、高压环境中,碳/碳复合材料由于物理、化学因素造成质量损失引起材料烧蚀,通过热化学烧蚀机理对碳/碳复合材料的烧蚀过程进行分析,结合质量守恒、能量守恒及系统化学反应的平衡原理,建立热化学边界层模型,对线烧蚀引起边界移动条件下的复合材料温度场热传导方程进行了求解。通过数值模拟模拟的方法对碳/碳复合材料材料在高温、高压、物理、化学因素耦合作用下的烧蚀进行了仿真。对碳/碳复合材料在不同环境下热化学烧蚀过程进行了数值模拟,对烧蚀产物进行了计算。碳/碳复合材料高温环境下,发生热化学烧蚀时所经历的复杂的物理-化学变化过程。碳/碳复合材料高温环境下,发生热化学烧蚀时所经历的复杂的物理-化学变化过程.主要考虑了空气组元和壁面组元之间的热化学产物,其主要的化学反应有碳的氧化反应、升华反应和碳氮反应。有限元方法是目前应用最为广泛的方法,因为它灵活的适应性能解决复杂的工程问题,这种方法目前已经被广泛的应用于各种工程应用软件,帮助我们解决各类工程技术问题的计算分析,并且在工程软件中还为我们提供了很多方便的图形化用户界面和丰富的后处理功能,使得数值模拟取得了前所未有的突破。在本文的研究中,采用有限元的方法对碳/碳复合材料建立了有限元模型,并对结构划分了有限元网格,最后对热化学烧蚀情况下复合材料的温度场分布进行了求解。使用多物理场耦合分析软件对边界层方程组的求解进行建模,最终对空气组元的边界层控制方程组进行了求解,并计算了气固边界上的热化学参数,实现了流体边界层和固体结构之间的耦合求解。计算了不同壁面温度下烧蚀产物的分布情况,分析了不同环境参数条件下氧化产物,升华产物的分布规律。通过能量守恒方程对烧蚀条件下碳/碳复合材料的烧蚀温度场进行了数值模拟,实现了高温情况下烧蚀边界的退缩,并且计算了碳/碳复合材料在不同的烧蚀环境下的线烧蚀率,对烧蚀后复合材料的烧蚀形貌变化进行了数值模拟,更加完整地研究了复合材料的烧蚀行为。