摘要:吸热型碳氢燃料的热解机理研究对超音速飞行器热管理系统的优化具有关键意义,而正癸烷作为模型化合物,其异构化对热解反应路径和产物分布的调控机制仍有待深入揭示。本文采用反应分子动力学(ReaxFF MD)方法,系统研究了正癸烷异构化对其高温热解行为的影响。通过构建四种不同支链程度的正癸烷异构体,模拟其高温热解过程,并结合量子化学计算验证力场参数的可靠性,重点分析了乙烯、甲烷和氢气等关键产物的生成与消耗途径。研究结果表明,异构化通过降低分子对称性,增强主链中部C–C键的稳定性,促使断裂位点向分子端部转移,同时引发产物分布由乙烯主导向甲烷主导的显著转变。高温可显著加速裂解反应速率,缩短燃料完全分解时间,促进小分子产物的生成。乙烯作为重要中间体,其峰值浓度随温度升高而迅速下降,说明二次反应(如脱氢生成乙炔、自由基加成等)对最终产物组成具有重要调控作用。高温下氢气的生成量因H自由基复合反应增强而显著增加。此外,在所有高温热解体系中均检测到生焦前驱体的形成。本研究从原子尺度揭示了正癸烷异构化影响热解路径与产物分布的内在机制,为吸热型燃料的分子结构设计和热化学性能优化提供了理论支撑。