整装式液体发射药火炮(BLPG)是一种利用液体燃料作为能源的新概念化学推进武器，采用液体发射药燃烧时所产生的高温高压的燃气对弹丸膨胀做功，推动弹丸高速运动。本文围绕整装式液体发射药火炮内弹道过程中燃气射流与液体工质相互作用的难题，开展了相关的基础实验研究和数值模拟工作，力图揭示其相互作用机理。主要研究内容及成果如下:　　(1)双股燃气射流在圆柱型充液室中扩展的实验研究　　设计并搭建了双股燃气射流在圆柱型充液室扩展的试验平台，采用数字高速录像系统等观测设备对Taylor空腔的形成及演化过程进行系统地研究讨论。结果表明，Taylor空腔在扩展过程中，其轴向扩展强度较径向扩展强度大，且两股射流之间的干扰现象较强烈，射流汇聚的时间较早，其外轮廓非常不规则，呈现出湍流褶皱，当射流扩展到后期时，双股燃气射流的底部仍然存在较为明显的卷吸现象。此外，喷孔的结构和尺寸、液体工质的粘性及喷射压力等都会影响Taylor空腔的扩展特性，通过这些参数的合理匹配能够从一定程度上抑制Taylor空腔扩展的不稳定性。　　(2)双股燃气射流在圆柱渐扩型充液室中扩展的实验研究　　研究了双股燃气射流在圆柱渐扩型充液室中的扩展特性，设计了多种结构的渐扩型充液室，分别从渐扩级数、渐扩尺寸及渐扩结构等多角度上讨论了燃气射流形成的Taylor扩展特性。结果表明，双股燃气射流在圆柱渐扩型充液室中扩展时，受渐扩台阶的径向诱导作用，气液的湍流掺混沿径向相对强烈，增加了Taylor空腔的径向体积，减少了残留在充液室壁面的液体，进而抑制了Taylor空腔与Helmholtz不稳定性效应的正反馈机制，当两股燃气射流发展到后期，由于两股射流之间的相互卷吸和干扰作用，两股射流最终发生汇聚。采用这种多级圆柱渐扩型充液室可以改善气液的湍流掺混特性，而采用双股燃气射流较单股燃气射流，扩大了Taylor空腔的体积，从而增加了燃气与液体工质的接触面积。采用不同的渐扩边界以及台阶数会对双股燃气射流的扩展形态产生不同的影响，在等长的充液室结构中，通过控制充液室的级数和第一级的长度，可以有效控制双股燃气射流在液体工质中扩展特性，从而达到改善气液湍流掺混特性的目的。　　(3)双股燃气射流在圆柱型充液室中扩展特性的数值研究　　在实验的基础上，建立双股燃气射流与液体工质在圆柱型计算域内相互作用的三维数理模型，并进行数值模拟，获得了射流场内的Taylor空腔的演化特性图、压力、温度、速度和流线分布特性图。结果表明，双股燃气射流在圆柱型充液室中扩展时，由于开始阶段缺少径向边界的约束作用，两股射流沿着轴向发展较快，两股射流汇合后，射流的外轮廓表现的非常不规则，Taylor空腔表面被撕裂而形成的气泡尺寸非常小，这一方面促进了燃气射流能量的释放速度，然而另一方面也加剧了双股燃气射流在液体工质中扩展的随机脉动性，导致Taylor空腔与Kelvin-Helmholtz不稳定性效应的正反馈机制形成了一种不可控的局面。通过数值模拟得到的Taylor空腔轴向扩展位移的计算值与测量值吻合较好。　　(4)双股燃气射流与液体工质在圆柱渐扩型充液室中相互作用的数值研究　　在实验的基础上，建立了三维非稳态的多相流模型，并进行了相应的数值模拟，分析了射流场内参数的变化规律。结果表明，双股燃气射流与液体药模拟工质在圆柱渐扩型计算域内扩展时，射流头部受液体工质压缩作用的影响，出现了两个高压区，且在每级台阶的拐角处产生回流区，为Taylor空腔的径向移动提供了动力条件。随着射流的不断扩展，高压区反传，压力波出现了变化。且Taylor空腔在扩展过程中两股射流外侧会出现大尺度的回流漩涡，随着射流的不断扩展，大尺度涡心在轴线与边界间移动，位置不稳定。伴随着射流扩展，即Taylor空腔的体积增加，小尺度涡不断产生，增强了气液两相的湍流掺混。在双股射流扩展过程中，温度和速度的最大区域都分布在双喷孔附近，沿着径向和轴向不断衰减，径向速度分布在充液室的两侧台阶面，形成了两扇高速羽翼型速度分布。　　(5)多股燃气射流与液体工质相互作用的数值研究　　在双股燃气射流的实验及理论研究的基础上，分别建立了四股、六股及八股燃气射流与液体工质相互作用的三维数理模型，并进行了数值模拟，分析了多股燃气射流间相互干涉的演化特性。结果表明:燃气射流的股数较少时，Taylor空腔界面在台阶处的褶皱程度较大，径向扩展特性较弱，燃气射流的股数较多时，相邻射流很快就能聚并，从而聚合后沿着轴向和径向扩展。射流扩展初期，不同燃气射流股数下的Taylor空腔轴向扩展位移相差较小，到后期，射流股数越多，Taylor空腔的轴向扩展速度也越快。三种情况下，八股燃气射流场内，台阶对射流的诱导效应最强烈。　　(6)整装式液体发射药火炮双股燃气射流点火及燃烧推进过程的数值研究　　建立了整装式液体发射药火炮发射过程的多相反应流数理模型，并进行了相应的数值模拟，分析其内弹道过程。结果表明:整装式液体发射药火炮内弹道的燃烧过程伴随着气液间的传热传质及流动不稳定性，射流场内压力振荡剧烈，峰值较大。数值模拟采用初始化高温区的方式进行点火，点火后，Taylor空腔迅速自两侧的界面开始扩展，直至两股射流汇聚后，扩展过程较不稳定，由于采用了渐扩台阶结构的燃烧室，在渐扩台阶附近均形成了高速区，增强了Taylor空腔的径向扩展特性，使Taylor空腔能够沿着渐扩台阶逐级扩展，减弱了Taylor-Helmholtz不稳定效应的正反馈激励机制，可提高BLPG燃烧稳定性。