模块化装药是目前最理想和最先进的装药技术,能极大的提高火炮各方面的性能。而其点传火过程对火炮的内弹道性能以及发射安全等有着重要影响,底火作为完成点火过程的关键元件,对其击发后的底火射流的输出能力进行研究也有着重要意义。本学位论文针对底火射流在传火管内的传播、传火药的着火及点火燃气在模块药盒中的传播进行了建模和数值仿真。主要研究内容及成果如下:(1)建立了底火药剂燃烧模型以及底火射流在传火管内传播的一维两相流模型,在使用四阶-龙格库塔法求解底火药剂的击发和燃烧过程的基础上,采用CTVD格式对底火两相射流在传火管内的传播过程进行数值求解,得到了传火管不同位置上射流的压力、两相速度以及空隙率等参量的变化规律。结果表明:欠膨胀的底火射流在燃气压力作用下向下游膨胀传播,气相速度大于固相速度,射流头部存在较强的压力波;气相率先在边界固壁反射后被进一步强化,并与运动相对滞后的固相火药颗粒相互作用,强化其燃烧;射流中的固相颗粒运动到右边界后,会在右端堆积燃烧;这些现象会造成传火管内的压力波动及反向的压力梯度效应。(2)在考虑底火射流出口二维膨胀的因素下,建立了底火射流在可燃传火管内膨胀过程的二维两相流模型,并使用维数分裂法将CTVD方法推广到了二维模型的数值计算,计算结果表明由于底火射流出口与可燃传火管直径的差异,造成射流初期有明显的二维效应,径向的压力波对于射流轴向传播有强化作用;底火射流经过一段时间的发展后径向效应基本消失,尤其是距离底火喷口一定距离后;射流在可燃传火管内的运动规律与一维模型基本一致,但是由于可燃传火管直径大于射流出口直径,因此整体压力偏低,固相更为分散且颗粒的速度加快,有助于加快传火速度。(3)建立了传火药和可燃传火管的燃烧及燃气通过传火孔流动的二维两相流模型。通过对该模型求解计算,对点火燃气在单元模块药盒内的传播特性进行了分析,得到了可燃传火管以及模块药盒内的压力、轴向及径向两相速度和空隙率等主要参量的变化规律,以及传火孔的破孔时间。结果表明:轴向上,前八个传火孔会按时序破裂,最后两个传火孔受反射压力波的影响会提前破裂,表明一定强度的传火管端盖有助于缩短传火孔全部破裂的时间;在可燃传火管上开孔可以很好的推迟和减轻可燃传火管因为压力过大而产生的随机撕裂;模块药盒在较短的时间内,靠近传火孔附近的药粒基本能达到着火温度,表明模块药盒内轴向点火一致性较好。(4)以上述的模型及计算方法对点火燃气在六个模块药盒的传播特性分析可知:靠近底火的模块盒的可燃传火管率先受到底火射流的影响,压力快速升高;但是其中的传火药在射流作用下向下游运动,造成后续模块中的传火药顺序着火,后续五个模块盒内的传火管随着传火药的燃烧,压力会逐渐升高,并且高于靠近底火的模块;由于可燃传火管较长,所有传火孔破开需要较长的时间,每个模块药盒内的药粒到达着火温度的时间有较大的差距,难以达到六个模块药盒同时点火。