激光推进作为一种新概念推进技术,在航天领域具有良好的应用前景。目前,使用化学火箭将一千克有效载荷送入太空,需要耗资2万美元以上,而实际上有效载荷获得的能量只有约66000千焦,仅相当于18度电的能量。这是因为化学火箭中99%的质量是由推进剂和相关的储存与燃烧系统组成,而有效载荷只占很小的一部分。而激光推进可以将激光器置放与地面,因此其有效载荷的比重可以增加许多,从而大幅度降低发射的费用。同时,由于激光聚焦产生的温度,能轻易达到几万K,其比冲可以达到几千秒,而即使是最好的化学推进器,由于化学反应的温度有限,所能达到的最大比冲也只有500秒左右。由于激光推进有着许多传统化学火箭无法比拟的优点,目前已为世界主要航天大国所重视。但由于其机理仍未被充分认识,目前主要研究仍然处于实验室阶段,并未实际运用于航天领域中。在实际应用中,激光推力器可能需要在不同高度下工作,也即是说,它的环境大气既可能是低空处于连续流区的大气,也可能是高空的稀薄大气。而对于外部为稀薄大气的情况,目前仍未有深入的研究。为了认识和掌握激光推进的原理和规律,必须对激光推进机理进行深入的研究。而通过研究其在不同大气条件下的流场特征以及演化过程,有助于揭示其推力产生的机理,并进一步对推力器构形的设计提供帮助。本文针对大气吸气模式激光推进原理,使用高温平衡气体模型对吸气式激光推力器在连续流情况下的流场情况进行了模拟,得到了等离子体流场的演化过程以及推力器所受推力随时间的演化曲线,计算得到的冲量耦合系数与文献的实验数据符合得较好。同时,本文基于Bird的直接模拟Monte Carlo方法(DSMC)标准程序,编写了一套并行化的三维DSMC程序,对稀薄流情况下的激光推力器冷流场进行了数值模拟,得到了推力器冷流场的流体力学参数的分布图,为下一步进行工质喷射模拟以及耦合计算打下基础。