水中高压脉冲放电过程会产生强烈的紫外线辐射、冲击波以及大量活性自由基,因而水中放电等离子体技术在污水处理、岩石破碎和水下声源等领域已得到了广泛应用,并具有巨大前景。受制于测量诊断技术和理论模型的局限性,现有观测手段难以对放电起始和流注发展过程进行描绘,给实际应用中放电的精确控制带来困难。针对上述问题,本文以水中纳秒脉冲针-板电极放电为例,利用有限元数值模拟手段建立了分析水中长、短纳秒脉冲放电的流体动力学模型,对放电流注起始、发展和分叉过程进行探讨和研究,并通过实验验证了模型的合理性,主要研究内容和结论总结如下:（1）探讨了不同条件下水中脉冲放电过程的流注起始机制,借助电致伸缩理论,构建相关流体动力学模型,对短纳秒脉冲放电流注起始阶段进行了仿真分析,认为电致伸缩-场致电离复合理论更适合于水中短纳秒脉冲放电流注起始过程。（2）依据现有文献放电实验研究,建立了短纳秒脉冲放电流注发展过程数值模型,对130k V幅值电压、5ns上升沿和1mm电极间隙条件下的水中放电过程进行数值模拟研究。结果表明:流注起始阶段针电极尖端附近场强大于10MV/cm;流注发展过程中,其头部半径与针尖曲率半径相当,电子密度平均值约为1×1024m-3。对不同放电条件下的模型进行了仿真计算,探讨水中放电流注特性影响因素,得到不同条件下的流注发展平均速度。与依据文献的实验数据进行对比,二者结果较为吻合。（3）在短纳秒模型中加入微观不均匀性扰动,考察随机因素如不均匀的初始状态、微小杂质和载流子密度波动等对流注分叉行为的影响。结果表明:在130k V幅值电压下,随机因素的加入在一定程度上畸变了针尖电场分布,流注出现分叉行为的位置与随机因素区域密切相关,宏观因素与微观因素共同决定了流注的传播与分叉行为。（4）搭建20k V电压条件下长纳秒脉冲水中高压放电实验平台,利用高速摄像机捕捉放电图像,使用Canny算子对图像进行处理,还原流注发展过程细节。在长纳秒脉冲放电仿真模型中引入随机扰动因素,提升模型完整度,将得到的流注发展形貌与实验结果进行对比分析,二者形貌较为吻合。本文通过理论剖析、数值模拟与实验相结合,以水中针-板放电为研究对象,建立了系统性分析长、短纳秒脉冲放电流注特性的数学模型,可以为深入了解流注起始、传播、分叉过程提供参考。