利用声学方法对舰船尾流特性进行探测的研究正日益受到重视,具有重要的理论意义和应用价值。针对目前应用广泛的声学多普勒流速剖面仪波束角度固定,需借助外部机械改变测量区域的弱点,本文将具有宽覆盖、多角度特点的多波束技术与多普勒测流算法相结合,从尾流散射强度和流速估计两方面展开尾流气泡声学特性的研究。论文在查阅大量文献资料的基础上,调查回顾了多波束技术、尾流声学检测技术以及多普勒测流技术的国内外研究现状,分析了目前常用的多普勒测流方法,研究了目前利用声学手段对舰船尾流气泡特性进行探测的方法。论文基于多波束相控技术,对换能器阵型及其指向性进行了研究,并通过计算机仿真验证了理论推导的正确性。参阅有关资料,基于波束形成算法,根据声呐方程,推导了体积散射强度测量计算方法。在传统测流方法基础上,引入多波束技术,给出基于复自相关频率估计的多波束径向流速测量方法以及流速转换方法,为设计样机提供理论支持。设计了多波束测流系统的多通道相控信号源及发射系统控制软件,并对系统进行了性能测试,符合多波束测流系统的各项指标要求。为验证基于多波束系统的气泡探测方法,搭建了多波束实验平台,在消声水池中模拟产生尾流气泡,从散射强度和多普勒频移两方面分析获取了气泡的空间分布、散射特性、多普勒分布以及气泡随螺旋桨旋转的时变空变特性。实验结果证明了声学多波束系统探测气泡尾流场空变时变特性方法的有效性。