本文针对全淹没水下枪炮发射过程中存在的膛压过高和初速过低等实际问题，提出了一种高效发射的新方法，即:将弹后燃烧室内的部分燃气引导到弹前沿身管壁面沟槽喷出，实时排开弹前水柱。以此为工程背景，开展了多股贴壁燃气射流在圆柱型充液室中与液体工质相互作用特性的实验研究和数值模拟，侧重分析了喷孔面积、喷孔形状、喷孔个数和喷射压力变化对射流场特征参数分布规律的影响，力图揭示多股贴壁燃气射流协同排水减阻的机理。主要研究内容和成果如下:　　(1)圆形燃气射流和矩形燃气射流扩展特性的对比分析　　针对单股圆形燃气射流和矩形燃气射流在圆柱型充液室中的扩展过程，建立了燃气射流在液体工质中扩展的非稳态数理模型，并进行了数值模拟。获得了圆形射流场和矩形射流场中的两相组分、静压、静温和速度的时空分布规律以及涡旋的演化特性。结果表明:相同喷射压力和喷孔面积条件下，矩形射流由于存在高度尖锐的边角而引起角落不稳定性，强化了气液间湍流掺混，弱化了射流的轴向湍动能，使得在整个射流扩展过程中，矩形射流头部轴向位移均小于圆形射流。同时，矩形燃气射流在受限液体工质中扩展，依然遵循矩形射流的轴向转换机制。　　(2)多股贴壁燃气射流在圆柱型充液室中扩展特性的实验研究　　设计并搭建了多股贴壁燃气射流在圆柱型充液室中扩展的实验平台，采用数字高速录像系统对多股Taylor空腔的形成和演化过程进行拍摄记录，并通过合理设计实验光路，获得了多角度观测结果。重点观测并分析了喷孔面积、喷孔形状、喷射压力及喷孔个数变化对多股贴壁燃气射流扩展特性的影响。结果表明:多股贴壁燃气射流在圆柱型充液室中扩展时，射流轴向扩展速度大于径向扩展速度，且射流间干涉作用强烈，随着时间推移，多股射流逐渐靠拢并实现汇聚，射流头部逐渐脱离充液室壁面向中部偏移。喷孔面积越大，射流入口湍动能越大，射流扩展后期底部间隙越小;喷孔形状由矩形变为半圆形，射流轴向扩展更加迅速，但湍流掺混强度弱于矩形射流场;增大喷射压力，射流动能增大，多股贴壁燃气射流轴向扩展到达充液室顶部的时间越短;在喷射压力和总气体流量相同的条件下，增大喷孔个数，多股贴壁燃气射流中的单股射流能量变小，Taylor空腔的轴向扩展速度变慢，射流扩展到达充液室顶部的时间变长。　　(3)气液两相流场三维非稳态数理模型及典型工况分析　　在实验的基础上，从多相流体力学理论出发，建立了多股贴壁燃气射流与液体工质相互作用的三维非稳态数学物理模型，并针对典型工况，开展了四股贴壁燃气射流扩展过程以及气液相互作用特性的数值模拟，获得了气液两相湍流场特征参数的时空分布规律。结果表明:四股贴壁燃气射流在液体工质中扩展时，由于喷孔出口处静压远高于周围环境压力，在喷嘴近场形成膨胀波和压缩波结构，燃气射流经过膨胀波和压缩波，流场压力、温度和速度波动剧烈。同时，相对的两股贴壁燃气射流所在轴向平面上无量纲流向速度在近壁面区域存在时空自相似性，而相邻的两股贴壁燃气射流所在轴向平面上无量纲流向速度在近壁面区域仅具有时间自相似性。　　(4)喷射参数变化对四股贴壁燃气射流扩展特性影响的数值研究　　在实验研究基础上，针对喷孔面积、喷孔形状和喷射压力等参数变化对四股贴壁燃气射流扩展特性的影响展开了数值研究。结果表明:在一定的喷射压力条件下，喷孔面积越大，射流动量越大，相同时刻圆柱型充液室内形成的Taylor空腔体积越大，射流对充液室内水柱的排除效果越好。喷孔形状由半圆形变为矩形，由于矩形射流角落不稳定性的存在，强化了气液间的湍流掺混作用，使得射流能量耗散更加迅速，流场温度、速度沿轴向和径向衰减也更加迅速;随着矩形喷孔宽高比增大，射流角落不稳定性增强，射流径向湍动能增大，使得喷嘴近场截面上燃气组分分数更大，燃气射流对喷嘴近场截面的排水效果更好。喷射压力越大，射流入口湍动能越大，射流沿轴向和径向扩展速度也越快，使得相同时刻圆柱型充液室内形成的Taylor空腔体积越大，其排开身管内水柱的效果越好。　　(5)多股贴壁燃气射流与液体工质相互作用特性的数值研究　　在四股贴壁燃气射流实验及理论研究的基础上，进一步开展了4-8股贴壁燃气射流与液体工质相互作用特性的数值研究，着重分析了多个Taylor空腔的耦合效应以及喷孔个数、喷孔面积和喷孔形状变化对射流场特征参数分布规律的影响。结果表明:在喷射压力和总气体流量相同的条件下，多股贴壁燃气射流扩展初期阶段，六股和八股射流工况下单股射流的湍动能比四股射流工况要小，燃气射流形成的单个Taylor空腔体积较小，液体工质对喷嘴附近流场的阻滞作用显著，使得喷嘴近场不能像四股射流场一样在射流扩展初期就形成完整的膨胀波和压缩波结构，其形成时间滞后于四股射流。另外，分析可知，多股贴壁燃气射流场中气液湍流掺混和射流汇聚效应的强弱主要由单股射流入口湍动能和射流间干涉耦合效应决定，对比发现六股贴壁燃气射流的湍流掺混效应和汇聚效果比四股射流和八股射流更明显，使得六股射流的协同排水效果更好。