轻气炮是一种常见的超高速发射装置,在研究超高速碰撞的终点效应等方面发挥重要的作用。传统轻气炮主要采用高压气体或火药气体作为首级驱动,但这两种驱动方式存在驱动气体分子量大或驱动能量有限等的缺点。为了进一步提高弹丸速度,出现了利用氢氧爆轰的方式驱动轻气炮,该驱动方式能量利用率高,但目前国内外对氢氧爆轰驱动轻气炮的研究以实验调试为主,缺少对其内弹道过程系统的研究。因此,本文对氢氧爆轰驱动轻气炮的内弹道过程进行数值模拟,研究燃烧室内高压下的氢氧爆轰过程,总结出该驱动方式下弹丸的运动规律,对调试氢氧爆轰驱动轻气炮提供指导意见。论文主要工作及结论如下:(1)建立燃烧室内二维瞬态粘性气体燃烧模型,采用标准湍流模型,考虑实际气体效应,选用9组分19步基元反应机理,使用PISO算法进行数值模拟,同时采用UDF和动网格技术模拟驱动弹丸的过程,通过已有的实验结果验证了模型的可靠性。(2)对轻气炮燃烧室内的氢氧爆轰过程进行数值分析,得到爆轰波在燃烧室内的发展过程,考虑不同反应机理,分析各基元在爆轰过程中所起到的作用,分析点火能量、气体配比、气体压力,以及燃烧室结构对氢氧爆轰过程的影响,同时开展燃烧室内氢氧爆轰过程的压力测量实验。(3)分析氢氧爆轰驱动一级轻气炮内弹道过程的数值模拟结果,得到弹底压力、弹丸运动速度、冲击波反射传播等变化规律,分析气体配比、气体压力、点火位置、燃烧室长度以及弹丸质量等因素对其内弹道性能的影响,总结出提高弹丸速度的有效途径。