铝冰固体火箭发动机中燃烧产物是氢气和三氧化二铝颗粒，完全反应时颗粒相三氧化二铝的质量比达95%，负载比高达17，因此认为铝冰固体火箭发动机的喷管流动属超大负载比气固两相流。超大负载比情况下的气固两相流的规律目前还知之甚少，尤其其对喷管的膨胀加速能力、推力系数及铝冰固体火箭发动机比冲影响的研究都还很不充分。研究超大负载比两相喷管流动规律、探索颗粒相参数尺度对喷管设计的影响具有重要意义。本论文采用Muscl-Hancock格式，应用有限体积自适应方法，气相界面通量使用HLL格式，颗粒相采用Steger-warming格式处理。分别研究了无粘、层流和湍流三种流动状态下喷管超大负载比两相流动的参数规律，重点分析了不同负载比、颗粒尺寸及喷管扩张角对推力性能的影响。通过数值模拟可知，超大负载比气固两相流动冲量损失比纯气相的冲量损失大很多；层流和无粘模型的数值计算结果差异较小，不过无粘模型偏高一些，但是无粘模型与湍流模型之间存在一定的差异性；在超大负载比的情况下，颗粒直径越大，近似等温推力系数与积分推力系数偏离越大，近似等温推力系数计算已不再适用；积分推力系数和等熵推力系数随负载比的变化趋势比较接近。