自振射流因具有强烈的空化作用,被广泛应用于深海资源开采领域,而其频率特性直接影响空化效果,进而影响射流的冲蚀特性。但是在复杂的深海环境下,自振射流的频率特性因受射流非定常瞬态流动及其周围环境因素的影响,其频率结构与空化特性的关系一直不清,影响了射流空蚀效果的进一步提高。本文针对自振射流瞬态流动特点,研究自振射流频率特征、时频特性、空化特性以及多物理场作用,建立流场特性与空化作用、打击冲蚀效果之间的评价体系。本文首先阐述了自振射流的瞬态流动特性及频率特征,基于水声学原理、流体瞬变流理论,分析了自振射流喷嘴的声学共振频率特征;基于空化空泡动力学,探讨了流场域空化频率特性;基于此获取了自振射流的特征频率组成。考虑深海高围压环境,结合自振射流多物理场实验平台,依据自振射流的频域响应,设计了自振射流喷嘴的物理结构。基于自振射流流场频带组成,对风琴管式自振射流喷嘴的频域结构进行解调分析,提取了共振频率及其谐波、空泡振荡频率、游移空化频率以及这几类特征频率相互作用形成的相干频率。在此基础上,研究自振射流的空化指示特性,给出不同空化状态的特征频率组成经验公式。基于自振射流频域结构的解调分析,考虑自振射流流体压力脉动信号的非稳态特性,提出采用时频分析方法研究自振射流共振频率的时变特性。对比研究Morlet小波变换耦合小波脊线、同步压缩小波变换耦合小波脊线两种时频分析方法,并在可行性、降噪性能、以及工程应用性三个方面进行验证。在此基础上对深海高围压环境压力脉动信号进行时频分析,获取信号的时频特性及非平稳特性。针对自振射流的非定常瞬态流动特点,采用CFD数值仿真方法,建立自振射流湍流空化模型,运用自振射流共振频率及其谐波进行验证,获取自振射流流场的速度分布、压力振荡及空化特性。基于自振射流的流场特性,辨识空化噪声来源,获取自振射流空化空泡的时空演变过程及其周期分布特性,研究自振射流的冲蚀效果。本文研究为在深海高围压环境下实现调制特征频率、控制空化特性、获取不同冲蚀模式提供一定的理论指导;为优化喷嘴结构、寻找最优靶距、提高打击效果提供技术支撑。