炸药的爆轰性能及其安全性是武器系统安全评估中需要考虑的重要指标,影响炸药安全性的因素有冲击、热刺激、静电、光刺激等。炸药在受到外部热刺激时可能发生系列复杂的响应,如热分解、点火、燃烧、燃烧转爆轰等,其中最严重的结果就是发生爆轰,会造成人员、财产不可弥补的重大损失。因此,研究热环境中炸药的复杂响应过程对炸药热安全性的评估具有重要意义。本文对热环境中炸药的热分解、点火、燃烧以及燃烧向爆轰的转变过程进行数值模拟研究,主要研究工作如下：1)热环境条件下一维燃烧转爆轰过程分析采用一维CE/SE方法程序对炸药受热点火到稳定爆轰形成的过程进行模拟,分析缓慢燃烧阶段、剧烈燃烧阶段、爆轰增长阶段和稳定爆轰阶段物理量的变化特征。提出一个与物理量相关的稳定爆轰形成的判据：当压力、密度、温度、速度等物理量在同一时刻达到峰值,即形成了稳定的爆轰过程。2)热环境中炸药响应过程的物理描述对热环境中炸药的复杂响应过程进行物理描述,将含有炸药的装置简化为二维平面或二维轴对称的几何构型,分为点火前和点火后两个阶段描述。点火前阶段,在一定的边界条件下采用Arrhenius反应率和二维热传导方程描述炸药的热分解放热过程。对点火时刻炸药的状态进行评估,孔隙度的评估考虑体积变化和质量损失两方面的影响,颗粒尺度采用平均颗粒尺度。点火后阶段,假设系统为固体炸药和气体反应产物的混合物,采用两相流模型描述,引入固相体积分数演化方程使两相流方程组封闭。3)反应两相流的CE/SE方法求解采用时空守恒元解元(CE/SE)方法求解两相流方程组,构造了二维平面和二维轴对称情形下的计算格式,并给出空间导数的算法。采用两步方法处理反应流体动力学源项,第一步用CE/SE格式求解不考虑源项的方程组,第二步在此基础上采用比CE／SE格式计算更小的时间步长,求解一阶常微分方程的初值问题。4)热环境中炸药响应过程的二维数值模拟对热环境中炸药的热分解、点火、燃烧和燃烧转爆轰过程进行了二维数值模拟,并与热点火实验、闪光照相和高温DDT套管实验结果进行了比较,点火时间、点火位置、对流燃烧的压力、化学反应传播等计算结果与实验符合较好。研究了约束条件下炸药点火时间和初始温度之间的关系,点火时间的对数和初始温度的倒数呈线性规律变化。5)热环境条件下燃烧转爆轰过程的影响因素研究对炸药在热环境条件下的燃烧转爆轰过程进行二维数值模拟研究,分析了初始温度、温度梯度、孔隙度、颗粒尺度、药柱直径、约束条件等因素的影响。研究表明初始温度和温度梯度对到爆轰距离的影响与孔隙度相关：孔隙度较高时影响较小,孔隙度较低时影响较大,且初始温度越高、温度梯度越大,到爆轰距离和起爆时间越短,爆轰越容易形成。在热环境条件下孔隙度对爆轰形成的影响是非单调变化的,孔隙度过大或过小都难以形成爆轰。炸药颗粒尺度对炸药反应过程有明显影响,在孔隙度不变的情况下,颗粒尺度越小,化学反应越剧烈,爆轰越容易形成。在固壁约束条件下,到爆轰距离随着药柱直径的增大而减小,起爆时间随着药柱直径的增大有明显变化,但并非单调增加。随着约束条件的减弱,传导燃烧向对流燃烧的转变更加困难,对流燃烧过程中化学反应传播速度更慢,爆轰更不容易形成。