随着我国经济的高速发展以及城镇化取得突出成就,火灾事故发生率呈上升趋势,且具有多样化特征。这使得火灾的扑救的危险程度显著增加,难度也愈来愈大;与此同时人民生命及财产损失也呈显著上升趋势,小型水枪已不能满足消防要求。为达到高效快捷的灭火效果、为保障人民的生命及财产安全、为进一步提高现有消防能力,我们迫切需要研发威力大、流量高的固定式消防水炮。固定式消防水炮在消防领域中具有决定性作用,是消防工作不可或缺的重要组成,其性能的优劣直接关系到灭火质量及消防作战的成败。针对国内固定式消防水炮的设计、生产及推广使用等方面的问题,有必要对其射流性能进行研究,并对其炮身进行相似性分析。论文首先介绍了课题的研究背景及其实用意义、消防水炮的设计及其应用国内外现状、国内外消防水炮的种类和各自特点;提出论文的主要研究内容及主要研究方法、技术路线和难点;设计一种固定式消防水炮,包括炮身、炮头以及传动机构等主要部件的设计,同时概述了流体力学及CFD研究方法,对炮身流道的射流特性仿真结果进行了分析,基于分析结果对炮身进行初步性能验证及优化,为炮身相似性分析做好初步准备。对固定式消防水炮炮身相似性进行设计及数值模拟,主要介绍了流体力学相似性原理及其在流体力学中的应用,同时提出本文的主要问题、分析问题的影响因素、介绍相关软件和相似性分析及其指导意义;运用相关理论进行炮身相似性设计及数值模拟,并对结果进行误差分析。理论结果与数值仿真结果基本符合但存在一定误差,结果表明相似性设计方法对U型固定式消防水炮炮身的设计是可行可靠的,可以为固定式消防水炮的设计研发提供一定的参考。