本文的研究对象是远射程水射流装置,目的是通过有限元仿真,设计出能在性能上超越目前普通水炮水平的射流装置。远程射流在现代社会中有很大的应用前景,主要可用于高层、超高层建筑的消防,反恐,甚至能通过改变空气密度而达到反导的目的。首先,从射流出口的流动参数入手,通过选择合适的射流初始状态参数,达到理想的射流效果和射程,并以此选择合适喷嘴。文中应用流体有限元仿真软件Fluent对不同射流初始状态进行VOF(volume of fluid,流体体积函数,在流场中的每个网格,这个函数定义为目标流体的体积与网格体积的比值。只要知道这个函数在每个网格上的值,就可以实现对运动界面的追踪。)两相流模拟,以此作为射流效果评判的依据。发现射流初始速度为20m/s,口径为150mm的组合有很好射流效果。其次,利用仿真所得的射流初始条件,进行喷嘴的设计。所设计的喷嘴属于圆锥形喷嘴,收缩角14°,口径与炮管直径之比为1：2。通过Fluent进行喷嘴内三维流场的仿真,可以看到在此喷嘴尺寸下,内部流场平稳,有利于射流性能的提高。再次,进行射流水炮的整体结构设计,建立三维实体模型。射流装置采用蜗轮蜗杆传动,炮身材料为304不锈钢。然后,在建立的三维模型上进行流场管内仿真,查看管内流场的流动状况,确保流场没有太大能量损失,并利用理论计算出进出口的动压、静压、流速等,与有限元所得的结果进行比较,发现两者所得结果相差不大。最后,计算出射流带来的后坐力,使用/ANSYS进行结构静力分析,结果表明设计的射流装置具有足够的强度。其中,本文使用现有产品出口参数,对目前市场上产品进行仿真,以仿真结果和实际效果作对比,两种结果基本吻合。说明分析方法是具有可信性的,其中所选的各种模型是可行的,从而证明了研究设计的结果的可信度。