载人航天技术蓬勃发展,研究载人航天器内火灾安全成为一项重要的研究课题。载人航天器内现有的Halon灭火技术和二氧化碳灭火技术存在着一定的缺陷,细水雾以其高效、清洁、稳定、安全无害等灭火特点备受关注,成为载人航天器中理想的灭火剂替代介质,因此研究微重力条件下细水雾及其灭火特性是很有必要的。本文通过数值模拟的方法,主要研究了微重力条件下水滴撞击壁面的动态特性、细水雾的速度特性以及细水雾灭火的有效性,并探讨了有关的影响的因素,揭示了微重力条件下细水雾的灭火机理。首先,采用了VOF (volume of fluid)模型模拟单个水滴撞击常温固体壁面和高温固体壁面的铺展变形情况,分析了水滴的初始粒径、初始撞击速度和壁面温度在微重力条件下单个水滴撞击常温壁面和高温表面铺展情况的影响。研究结果表明,水滴对高温加热壁面具有很好的冷却效果,速度一定时,粒径小的水滴铺展因子更大,粒径较大的水滴撞击壁面后容易发生反弹,在一定范围内降低水滴的粒径能够增强水滴冷却壁面的效果；水滴的初始速度不同时,水滴撞击壁面后会发生不同的变形过程,冷却壁面的机理也不同。其次,采用FDS (fire dynamics simulator)软件中PDPA(phase doppler particle analyzer)探测器模拟研究了微重力条件下不同初速度细水雾中心线速度随喷射距离的变化情况,得到了表征中心线速度随喷射距离变化的数学模型。细水雾从喷头喷射后中心线速度随着喷射距离的增大而减小,对其进行了定性分析,模拟结果与理论分析一致。细水雾中心线速度的变化趋势曲线的近似表达式是关于喷射距离的二次多项式,二次多项式的系数是关于细水雾初速度的多项式。最后,采用FDS软件对微重力条件下细水雾灭火的有效性进行了数值模拟,分析了细水雾的粒径、速度和流量对灭火效果的影响。模拟结果表明,在一定范围内时,细水雾的粒径越小灭火效果越好；细水雾的速度对细水雾灭火效果的影响不大；细水雾的流量必须高于某一流量值时才能够更有效的熄灭火灾,但是当细水雾的流量高于某一临界值时增加流量细水雾灭火效果没有明显的提高。气相冷却是微重力条件下细水雾灭火的主要作用机理。本文的研究结果为微重力条件下细水雾灭火实验提供了指导和参考,为载人航天器内细水雾的应用和细水雾灭火系统的设计提供了理论依据。