底部排气弹（简称底排弹）出膛口时火药燃气从底排燃烧室喷出,此时底排燃烧室正处于高速旋转和瞬态泄压双环境力作用状态,导致燃烧室内高氯酸铵/端羟基聚丁二烯（AP/HTPB）推进剂和镁/聚四氟乙烯（MTV）点火具出现燃烧失稳、甚至熄火,同时外部尾流场剧烈波动,引起尾流场二次燃烧强烈脉动,从而降低了弹丸底阻一致性,增大了射程散布。因此,本文以此为工程背景,建立高速旋转与瞬态泄压双环境力作用下底排装置尾部非稳态反应流模型,力图揭示尾流场演化机制及其对底阻的影响规律。主要研究内容和成果如下:（1）底排装置尾部非稳态反应流理论模型针对AP/HTPB推进剂非稳态燃烧特点,首先建立了底排尾部燃气流二次燃烧的8组分12步基元反应模型。在此基础上,计及了MTV点火具燃气的3步反应模型,建立了高速旋转和瞬态泄压双环境力作用下底排装置非稳态燃烧流动模型。最后,通过半密闭器爆发器实验结果和文献结果进行模型验证。结果表明:两者吻合较好,验证了数值模型的合理性。（2）二次燃烧对底排装置尾部非稳态反应流场特性的影响针对底排装置瞬态泄压单环境力工况,研究了二次燃烧对底排尾部非稳态流场的影响机理,重点分析了流场温度、压力和马赫数等特征参数的时空分布规律。同时,探讨了底排燃烧室初始温度对尾流场及底阻的影响机制。结果表明:泄压过程中,尾部反应流二次燃烧导致底部区域燃气温度升高,底压增大。泄压后期,主回流区被底部反应流推向下游,导致剪切层抬升,底部膨胀波削弱,底压升高,底阻减小。随着底排燃烧室内初始温度升高,瞬态泄压过程加快,尾部二次燃烧增强,减阻率增大,但初始温度对泄压末态尾部流场没有明显影响。（3）两种喷口结构底排装置尾部非稳态反应流场对比分析针对环型喷口这一新型排气结构,研究了瞬态泄压过程中环型喷口和圆孔型喷口底排装置尾部流场波系结构演化过程和特征参数变化规律,对比分析了不同喷口尺寸下尾部流场发展特性。结果表明:泄压过程中,环型喷口高压燃气射流在中心轴线附近相互挤压形成中心射流,组成复杂的嵌套欠膨胀射流结构。泄压中后期,中心射流消失,燃气射流逐渐发展为亚音速环形流动,并在喷口附近直接冲击剪切层,削弱了底部膨胀波,降低了底阻。而传统的圆孔型喷口底排装置,其泄压过程是高度欠膨胀圆孔射流衰减为亚音速流动,相同排气面积比条件下燃气热损失更大,底部温度随之降低。且泄压中后期回流效应明显,流场波动增大,底压减小,底阻增大。总的来说,排气面积比越大,底部压力和温度波动越小,但相同喷口结构下排气面积比对泄压末期底排装置尾部压力和温度影响较小。（4）瞬态泄压和高速旋转双环境力作用下底排装置尾流场特性的研究针对某155mm底排装置出膛口过程,研究了高速旋转和瞬态泄压双环境力作用下AP/HTPB底排推进剂燃气的燃烧流动过程,分析了旋转对底排燃烧室内外流场的耦合作用机制。结果表明:在底排燃烧室内流场中,底排推进剂燃气从燃面逐渐扩展,且泄压后期在高速旋转作用下发展为准朗肯（Rankine）组合涡。涡核内,燃气湍动能增加,压力减小,切向速度沿径向线性增大;涡核外,燃气压力径向变化较小,切向速度沿径向先减小后增大。燃烧室内组合涡沿轴向逐渐耗散,并在近喷口区域发展为圆锥环形旋流后进入尾流场,增大了回流区内切向扰动。底排装置转速越高,切向速度扰动越大,组合涡湍流越强。高速旋转显著提高了喷口燃气质量流率,增强了尾部二次燃烧,提高了底压,降低了底阻。（5）双环境力作用下计及点火具的底排装置尾流场特性的研究针对某155mm底排弹出膛口过程中出现的底排推进剂振荡燃烧和熄火后复燃的现象,研究了高速旋转与瞬态泄压双环境力作用下AP/HTPB推进剂和MTV点火具间相互作用机制,分析了底排推进剂未复燃状态与振荡燃烧状态两种工况下底排装置尾流场演化特性,并探讨了推进剂振荡燃烧工况下底排装置初始压力和转速对底阻的影响规律。结果表明:在双环境力作用下,推进剂未复燃时,点火具燃气径向扩展速度远低于轴向速度,并向底排燃烧室外迅速喷出,燃烧室内出现明显压力波动,点火具燃烧呈现高度不稳定性;推进剂振荡燃烧工况下,燃烧室内压力波动明显减弱,底压增大。推进剂燃气和点火具燃气间形成明显的过渡区,其内包含高切向速度梯度的旋转涡环和由开尔文-亥姆霍兹（Kelvin-Helmholtz）不稳定性形成的一系列小尺度涡旋。泄压初期和中期,降压扰动为流场演化过程的主导因素,底排燃烧室内初始压力越高,底压越大。泄压后期,初始压力的影响消失,旋转扰动增强。转速越高,尾部二次燃烧越剧烈,底压随之增大,底阻减小。