固体推进剂中的铝颗粒在推进剂燃烧表面累积、融化、团聚,从而形成更大的粒子,最终离开燃烧表面。铝在推进剂燃面处团聚形成的团聚物是发动机工作过程中铝燃烧的初始反应物。燃面处团聚物的粒度分布会影响燃烧室中铝的燃烧过程,并对最终燃烧产物的凝相颗粒尺寸有很大影响。大尺寸的初始团聚物还会在流动燃烧过程中带来两相流损失。而燃面处团聚物的粒度分布又与固体推进剂的配方有关。因此,研究推进剂燃面处铝的团聚过程,揭示燃面处铝团聚过程的机理、影响因素和影响规律,建立可以预测团聚物粒度分布的团聚模型非常有意义。本文基于高速相机和长焦显微镜头组成的光学拍摄系统,建立了适合于5MPa下研究固体推进剂燃面处团聚过程的的光学拍摄实验方法。在3MPa和5MPa下清晰地拍摄到了燃面处铝的团聚过程。使用图像处理技术,获得了燃面处团聚物的直径。基于此实验系统和实验研究方法,对不同压强和不同含铝固体推进剂配方,获得了燃速、压强、铝的初始粒径和RDX等对燃面处铝团聚过程的影响规律。分析了燃面处团聚过程和燃面处团聚物融合过程的机理。最后建立了可以预测燃面处团聚物粒度分布的团聚模型,并与实验结果进行了对比。本文的主要研究工作和结果如下:（1）建立了适合于5MPa下含铝固体推进剂燃面处铝团聚过程研究的光学拍摄实验方法。使用合适透射率的中性密度滤波片,成功解决了推进剂高压燃烧发光过强导致相机过度曝光的问题,并提出了一个在实验中可以近似预估和选择合适透射率中性密度滤波片的计算方法。（2）实验研究了相同压强条件下不同燃速对燃面处铝团聚过程的影响。结果表明,随着推进剂燃速的增大,燃面处团聚物质量平均直径Dagg减小,低燃速条件下的初始团聚物粒度分布范围小于高燃速下的。燃速的增大缩短了燃面处团聚物在燃面的滞留时间,导致了燃面处铝团聚程度的降低。（3）保证推进剂燃速基本不变和配方不变,实验研究了压强对燃面处铝团聚过程的影响。实验结果表明,压强的改变并没有导致燃面处团聚物的粒度分布和质量平均直径Dagg有明显的变化,压强的变化对于相同直径的团聚物在燃面上的滞留时间没有明显差异。压强对燃面处铝的团聚过程没有明显的直接的影响。（4）保证压强和燃速不变,对铝的初始粒径为D0Al=16μm、29μm和36μm三个配方进行了实验,发现D0Al=29μm的推进剂燃面处铝的团聚程度最大,Dagg最大。燃面处团聚物在燃面的滞留时间没有随铝初始粒径的变化而有明显变化。分析认为,燃面处铝团聚物的粒度分布并不受配方中铝初始粒径的变化直接影响,而是由推进剂固相微观结构中铝粒子的空间分布和燃面处燃烧环境综合影响决定。（5）保证压强和燃速不变,通过调节推进剂中AP和RDX的质量含量,实验研究了RDX对燃面处铝团聚过程的影响。结果表明,随着RDX含量的增大,燃面处铝的团聚程度和团聚物直径均增大。（6）由于推进剂固相中不同区域铝粒子分布的疏密程度不同,导致在燃面处可以发生两类不同的团聚过程。燃面处两个团聚物可以发生融合,形成更大直径的团聚物。燃烧表面团聚物的融合是燃面处形成大直径团聚物（大于350μm）的原因。（7）基于“口袋”模型的思想,考虑了燃速对团聚的影响和燃面处团聚物之间融合的影响,建立了可以预测燃面处团聚物粒度分布的团聚模型。团聚模型的计算结果与实验结果之间的差值较小,而且结果的整体变化趋势一致。