有动力发射方式以其出水速度大、机动能力强、宽发射深度等优点,成为各类潜射导弹发射方式的发展方向。发射过程中形成的水下气体射流涉及到气液两相之间的相互作用,复杂的激波结构及激波运动,频带宽、声压大的排气噪声。水下燃气射流在试验研究、理论研究和数值仿真研究方面都具有很高的学术价值。为了研究水下燃气射流流动过程、压力特性和噪声特性,本文建立了水下超音速燃气射流流场的数学模型。运用VOF方法追踪气-液两相流的相界面迁移过程,并针对射流的高雷诺数特点,选用标准k-?湍流模型对雷诺平均Navier-Stokes方程进行封闭。仿真使用试验条件作为边界条件,得到了射流的四个典型流动过程、射流场静压脉动强度分布、喷管出口压强特性,验证了试验的可行性与合理性;通过分析射流压力波峰值的衰减特性,证明本文所设计的试验结构是合理的。利用FW-H噪声预报模型,对水下超声速燃气射流的噪声进行了模拟计算。计算结果表明:尾流场声压将出现周期性脉冲,且声压峰值随着接收点距离的增加而快速衰减;水下超音速气体射流的噪声是一种宽频噪声,噪声声压级随着频率的增加而衰减;水下超音速气体射流噪声声压级峰值随着接收点距离的增加而快速衰减;噪声声压级峰值随着水深的增加而减小,随着总温的增加而增加。在仿真结果证明试验系统的可行性后,本文完成了水下超声速燃气射流试验研究系统设计,包括试验水箱结构设计、喷管组件设计、测试系统设计、供气系统设计以及摄影系统设计。