枪炮水下发射时,高温高压的火药燃气会在弹丸飞离膛口后迅速喷出扩展形成水下膛口燃气流场。水下膛口流场是一种非定常、多维多相,且与运动弹丸相互作用并包含多种激波结构的复杂流场。火药燃气射流的气液界面会对膛口燃气流场的发展产生重大的影响,膛口燃气流场还会对弹丸运动产生扰动从而影响射击精度。因此,研究膛口流场的演变机理及影响因素对水下武器的实验指导和提高武器的射击精度具有一定的意义。本文主要以数值模拟分析为主并结合实验验证的方法,针对14.5mm弹道枪水下不同发射工况下膛口燃气流场进行了数值计算,主要研究内容与结果如下:1)建立了水下膛口流场二维轴对称非稳态理论模型,对14.5mm弹道枪在定压与变压两种不同发射条件下的膛口燃气流场进行了数值计算,对比分析了膛口燃气流场形成过程及特性,结果表明,定压发射时马赫盘直径比变压发射时的马赫盘直径更大,随着火药燃气的不断衰减,定压发射时的燃气流场波系结构更加清晰完成;两种不同发射条件下的马赫盘距离膛口中心的位置随时间变化都遵循指数分布规律。2)建立了水下膛口流场二维轴对称非稳态理论模型,对14.5mm弹道枪水下无初始流场,三种不同弹丸发射初速条件下的膛口燃气流场进行了数值计算,对比分析了数值计算结果,可知三种不同初速条件下的膛口马赫盘初步形成的时间基本一致,燃气扩展过程中压力先迅速衰减,在穿越马赫盘之后会有不同程度的上升,初速最小时,燃气压力在较早的位置上升;初速度越大时,马赫数到达的峰值越大。同时对14.5mm弹道枪水下三种不同燃气喷射压力条件下膛口流场进行了数值计算,研究了不同膛口喷射压力对膛口燃气流场特性的影响,通过对比分析结果,可知三种不同喷射压力时的马赫盘初步形成的时间基木一致,在150μs左右形成;膛口温度沿轴向先下降,穿越马赫盘后又有所升高。3)通过对14.5mm弹道枪在不同水深条件下的膛口流场进行了数值计算,研究了外部环境(水深)对弹道枪水下发射膛口流场特性的影响。结果表明,随着水深的不断增加,火药燃气在扩展过程中受到相对更大的水压使得燃气核心区越来越小,马赫盘距离膛口的位置越来越近;三种不同水深条件下的马赫盘距离膛口位置都呈指数分布规律;随着水深的增加,火药燃气温度波动减少且到达的最大值更高。