载人航天器空气环境控制系统是实现载人航天器环境控制和热控制的分系统,是载人航天器极其重要的组成部分。对载人航天器而言,空气环境控制系统的好坏直接影响到整个飞行任务的成败。空气环境控制系统如果不能正常工作,对整个航天器的损害将是致命的。对于某个型号的载人航天器空气环境控制系统,设计验证时一直缺少快速、有效的方法。本文采用面向对象的以方程为基础的Modelica语言,在MWorks平台下,建立空气环境控制系统的多领域统一模型,并对所建立模型从组件、分系统、系统的角度验证了模型的正确性,对温湿度控制风机的转速范围进行了仿真分析,然后对载人航天器单舱和两舱空气环境控制系统进行了仿真分析,验证其控制功能,可以辅助设计,在减少试验成本、节省试验时间和工程师的工作量上具有重要意义。首先,讲解了热流体的基本理论方程,接着对热流体建模的基础进行了研究,基于组件与工质分离的建模思想,建立了热流体的抽象两接口模型和基础元件模型,为本文建立载人航天器空气环境控制系统模型奠定基础。其次,利用Modelica语言和MWorks平台,并基于热流体建模的基本原理,对载人航天器空气环境控制系统进行建模,建立了空气环境控制系统模型,并对所建立模型从组件、分系统、系统的角度进行验证,为本文对载人航天器空气环境控制系统进行仿真分析奠定基础。最后,利用已建立的载人航天器空气环境控制系统模型,对温湿度控制风机的转速范围进行了仿真分析,然后对载人航天器单舱和两舱空气环境控制系统进行了仿真分析,验证其控制功能,可以辅助设计,在减少试验成本、节省试验时间和工程师的工作量上具有重要意义。