本文以某预研项目为背景,以某水下炮为研究对象,针对其在水下工作时的内弹道数值仿真、弹前激波特性、弹前高压气体出炮口与水相互作用形成的气液两相流炮口流场的仿真分析、火药燃气出炮口形成的气液两相流仿真分析、密封机构设计及其运动学和动力学分析以及对关键零部件的刚强度分析等方面展开了研究。论文首先分析建立加装炮口密封装置的水下炮内弹道数学模型,并根据自动机装药特性通过MATLAB编程对内弹道进行数值仿真得到弹丸的速度曲线和膛压曲线。其次运用计算流体动力学理论,在Fluent流场仿真软件中建立流场仿真模型,对弹前激波的形成及发展、弹前高压气体与水的相互作用的气液两相流的炮口流场的形成及发展、剩余火药燃气出炮口与水的相互作用的气液两相流的炮口流场的形成及发展、未密封时间段外流场水进入量的多少均进行了仿真分析,得到了炮口装置的最佳打开时间、身管内部初压力的合适值、火药燃气与水作用时燃气压力由出炮口压力降低至初压力所用时间等关键参数,然后再利用流场仿真得到的关键参数进行密封机构的设计,并运用多刚体动力学理论,在Adams中建立加装密封机构后的仿真模型,仿真得到弹丸及密封盘的运动学特性曲线,结果表明密封机构的结构设计是合理可行的,能够实现对炮口的良好密封。最后运用Adams仿真中得到的密封机构工作时零件之间的碰撞力和扭矩及炮口流场压力变化曲线作为载荷在ANSYS中对传动轴及密封盘等关键零部件进行了有限元分析,得到应力、应变云图,结果表明关键零部件的刚强度在工作状态下满足设计要求。本文研究方法和研究成果对水下武器的炮口密封方式选择和密封机构设计等方面具有一定的参考价值。