大口径火炮由于装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生的炮口冲击波、炮口焰及炮口烟等有害现象的问题较为严重,容易对人员或战地伪装带来威胁。为研究炮口有害现象,如冲击波、炮口焰和炮口烟的生成及发展的相关情况,以某155 mm大口径火炮为模拟仿真对象。由于发射药在火炮身管内负氧燃烧产生的火药燃气具有高速、高压、高温的特点,因此本文基于二维多组分Euler方程、Navier-Stokes方程、k-ε湍流方程、多组分气体热力学及化学动力学模型建立了炮口流场模型。同时,采用重叠网格技术解决了在计算过程中外界环境与弹丸尺寸的量级存在差异的问题,绘制了炮口流场的网格模型。采用了PISO计算方法解决了计算过程中压力与速度耦合的问题,提高了计算效率及计算精度。首先,根据所建立的模型,模拟分析了在不考虑初始流场的条件下弹丸出炮口后,炮口冲击波、射流及马赫盘等复杂炮口流场的波系结构的变化情况,并将分析结果与实际试验结果进行定性和定量分析。结果表明火球的形状及其轴向和径向大小吻合较好,误差不超过8%,验证了模型的准确性,为接下来计算大口径火炮射击过程中降低冲击波、烟、焰等有害现象的影响提供了理论支撑。为了研究化学和物理因素对火炮射击过程中炮口焰、炮口烟的形成及扩散过程的影响,模拟分析了在有无添加消焰剂（1.5%K2SO4）和炮口压力为75 MPa、80 MPa及85MPa三种条件下炮口烟、炮口焰的发展情况。对火药燃气在炮口处形成的温度分布场以及C、CO质量分数的变化情况进行对比分析,发现添加1.5%K2SO4及降低炮口压力有助于减少炮口焰、炮口烟的形成。针对影响大口径火炮炮口有害现象的多个因素,采用主成分分析法及多元线性回归模型对各个因素的贡献率进行计算,选定炮口压力、温度、CO2的质量分数及H2的质量分数作为主要影响因素,并以炮口外火球的轴向及径向长度为目标建立回归方程。由于各个影响因素之间存在非线性关系,采用BP神经网络的方法对火炮辐射范围的最大半径进行预测,结果为14.3616 m,为最大限度保障作战人员的生命安全提供了一定的参考。