空心阴极是电火箭推进系统的重要部件，为规避其加热器失效带来的风险，无加热器新型空心阴极近些年被提出。但对这种新型空心阴极的内部流动以及传热过程尚处于研究不足状态，因此，本文对其流场与热场进行了数值计算。　　在流场的计算中，为实现对中性粒子电离、等离子体的流动以及各粒子与壁面的碰撞过程的模拟，采用了PIC/DSMC混合算法，使用Fortran语言编写程序代码，计算出发射体表面的各项热流密度值，并将其设定为热场计算的初始条件；在热场的计算中，采用MC方法获得阴极所有表面单元之间的辐射传递系数，同时对阴极各个组件进行导热与表面辐射换热过程的耦合求解，获得温度场分布，接着以温度场分布的数据更新流场计算的初始条件进行反复迭代计算，直至收敛。该算法实现了阴极流场与热场间的反馈计算。为验证模型与代码的计算精度，利用新型阴极工程样机开展了真空舱内的验证试验，试验与计算数据的对比表明本文的模型及计算代码基本可信，各测点的相对误差均在2％以内。在此基础上，考察了阴极各个关键尺寸（见图3-2）以及气体流量对等离子体流场的参数以及阴极热场温度分布的依变关系，进而得到新型阴极优化设计的基本思路。主要结论如下：　　（1）关键尺寸对阴极发射体表面的平均热流密度具有重要影响。增大阴极管与触持级的间距会降低该参数，增大阴极管孔半径（当b<0.075cm时）会降低该参数，增大阴极管孔半径（当b>0.075cm时）会升高该参数，增大触持级孔半径会降低该参数；　　（2）增大气体流量会升高Xe轰击发射体表面的平均热流密度，流量由3sccm变化至15sccm时，该参数升高了46.9%；　　（3）关键尺寸对阴极发射体平均工作温度存在明显影响，如阴极管与触持级的间距增加会降低该参数，增大阴极管孔半径（当b<0.075cm时）会降低该参数，增大阴极管孔半径（当b>0.075cm时）会升高该参数，增大触持级孔半径会降低该参数；　　（4）气体流量的增大会升高发射体的平均工作温度，流量由3sccm变化至15sccm时，该参数升高了11.1%。