激波与铝液滴相互作用是TBX(Thermobaric explosives)爆炸中的典型问题，涉及可压缩多相流动、液体空化、蒸发及燃烧等复杂的物理化学过程，对其相互作用的研究不仅有助于理解TBX中金属颗粒的燃烧和热释放机制，而且对激波动力学、多相流动及凝聚介质界面不稳定性的研究有重要的学术价值。目前，对这一复杂的伴随蒸发和燃烧的可压缩气/液多介质流动问题仍然缺少深入的研究和认识。激波与铝液滴相互作用的复杂程度给实验和理论研究带来了极大的困难，因此，数值模拟成为了研究此问题的一种高效、经济的手段。近年来，数值方法虽然在铝燃烧、可压缩多相流和激波与可燃气体相互作用等方面取得了长足的发展，但对激波与铝液滴相互作用这一复杂问题，仍然缺少有效的数值工具。因此，本文的主要工作是构造适用的可压缩气/液多介质流动燃烧算法并应用该方法对激波与铝液滴相互作用问题进行研究。具体工作如下：
　　1、深入分析了激波与铝液滴相互作用过程中涉及的复杂现象，建立了相应的物理、化学模型来描述可压缩气/液流动、空化、表面蒸发、燃烧、凝结等现象，开发了一套适用于可压缩气/液多介质流动燃烧的数值方法。该方法利用双通量算法、五阶WENO和三阶Runge-Kutta格式模拟非定常化学反应流，实现了level-set方法、伴随蒸发的气/液界面问题的精确黎曼求解和真实虚拟流体方法的结合。利用典型的一维流动和燃烧问题对算法进行了可靠性和精度检验。
　　2、应用数值方法对激波与气柱、激波与可燃气泡及激波与水柱的相互作用问题进行了模拟。通过与现有实验或理论研究结果的对比验证了数值方法的可靠性，研究了椭圆气柱和气泡结构对物质混合的影响以及激波作用下水柱内部的空化过程及其与波系演化的关联。
　　3、对激波与不考虑蒸发和燃烧的铝液滴相互作用过程进行了数值研究，分析了激波作用铝液滴后的波系演化、空化、液滴变形及流动建立过程。数值模拟获得了不同激波强度下的铝液滴内部波系演化过程，捕捉到了铝液滴内部空化区的多次形成和溃灭过程及铝液滴在激波作用下的扁平/剥离(flattening/stripping)变形模式。数值模拟结果也表明气相区域的非定常流动主要来自于铝液滴背风面的流动分离和界面变形产生的扰动。
　　4、对激波与伴随蒸发和燃烧的铝液滴的相互作用过程进行了数值研究。数值模拟结果清晰地捕捉了铝液滴在激波作用下的蒸发和燃烧过程。与稳态蒸发理论结果的对比表明，激波的作用一方面增强了铝液滴表面的对流，加快了蒸发形成的铝蒸气离开铝液滴表面的速度，促进了铝液滴的蒸发；另一方面增加了铝液滴表面的压力，减小了液滴表面铝蒸气的形成速率，一定程度上抑制了铝液滴表面蒸发。铝液滴的表面蒸发速率由二者的竞争作用决定。在对流的作用下，铝液滴表面的蒸发产物和燃烧产物不断向下游输运，燃烧主要发生在铝液滴的表面和下游旋涡区。燃烧的存在也促进了铝液滴的表面蒸发。
　　综上所述，本文所建立的数值方法适用于可压缩气/液多介质流动燃烧的模拟，不仅可用来开展可压缩气体、液体及气/液高速流动等基础问题的研究，还可以计算包含相变和燃烧等复杂现象的物理化学问题。运用文中构建的数值方法研究了激波与铝液滴的相互作用现象，获得了激波作用下的铝液滴蒸发和燃烧过程，解释了激波对铝液滴蒸发和燃烧的影响，为进一步的研究奠定了数值基础。