金属铝与水反应可以产生大量氢气,同时放出热量。铝/冰固体推进剂（ALICE）是一种新型绿色高能推进剂,具有成本低、安全性高、环境友好、制作工艺简单等诸多优点,在空间推进、水下推进和快速制氢等领域有望得到应用。为了对金属铝在高能推进剂中的应用有较深入的认识,本文对铝/水推进剂的燃烧特性进行了模拟研究,分为以下三个部分。（1）利用ReaxFF力场对纳米铝颗粒与水的反应进行了分子动力学模拟。Al/H2O和Al/D2O反应速率的不同,证明了动力学同位素效应（KIE）的存在,反应中H2的生成速率比D2高20%。不同原子的扩散系数表明,D2O取代H2O降低了体系中所有原子的扩散速率（5%）。另外,阐明了AlH3的形成与消耗过程以及Al2O3的生成机理。并根据中间产物和最终产物的数量变化,明确了整个反应过程中最可几反应途径。（2）采用反应分子动力学（RMD）模拟方法,研究了铝颗粒粒径和表面钝化对反应机理的影响。随铝粒径减小,其反应活性增加,可在反应中期（20-80 ps）加快反应速率,但随着温度的升高也会带来团聚效应。当铝颗粒尺寸从2.5 nm减小到1.6 nm,表面钝化使活性铝的比例降低了30%,氢的产率降低了33%。当部分铝粉被AlH3取代时,反应通过2AlH3+3H2O→Al2O3+6H2增加了氢气的释放。在表面钝化Al（直径1.6 nm）与H2O反应中,当AlH3的添加比例达到25%时,能量释放和产氢量分别从59.47 k J/mol和0.0042 mol/g增加到142.56 k J/mol和0.0076 mol/g,甚至接近于纯铝与水的反应:180.67k J/mol和0.0087 mol/g。此外,表面钝化也影响反应机理。在钝化层熔化之前,纳米铝颗粒内部发生4Al+Al2O3→3Al2O反应。（3）利用RMD模拟方法,研究了纳米铝与不同比例过氧化氢溶液的反应。随着H2O2摩尔分数从0增加到30%,体系的反应速率增加了27%。通过反应物和生成物数量的变化,阐明了各阶段的反应路径。其中,随着H2O2的摩尔分数从0增加到10%、20%和30%,H2的产量分别下降了28.2%、49.8%和68.6%。同时,Al/H2O/H2O2的反应（271.40-440.53 k J/mol）比Al/H2O（180.67 k J/mol）释放出更多的能量。点火温度随H2O2浓度的增加而降低,但与升温速率成正比。根据绝热模拟,当H2O2的摩尔比从0增加到30%时,混合物的绝热火焰温度从2400 K线性增加到3000 K。