电磁轨道炮是利用电磁加速技术发射弹丸的一种新概念电能武器,由于具有初速高、射程远、易于操控、发射成本低等特点,在军事领域具有广阔的应用前景。其中,电枢作为电磁轨道炮的关键部件,对于电磁轨道炮的工作性能产生重要影响。由于电枢工作过程复杂,各种变量间存在耦合关系,只通过实验很难明确电枢的特性及其对轨道炮性能的影响,因而有必要利用理论分析与数值仿真技术对其进行研究。论文的研究工作主要分为以下三个方面：(1)固体电枢电磁及热传导特性研究：建立了固体块状电枢、U形电枢二维、三维磁场扩散与热传导瞬态模型,分别采用有限差分P-R格式以及Douglas格式对模型方程进行数值离散,对电枢内部磁场效应与热效应进行耦合分析,获得了电枢各剖面磁感强度、电流密度、温度等物理参数的分布特点。研究发现,由于速度趋肤效应,电流在电枢与导轨接触面尾端聚集,持续的焦耳加热会导致电枢尾端局部高温区甚至烧蚀的出现；在以上工作的基础上,针对带臂角固体电枢建立了三维瞬态模型,并对外部输入电流、外形、材料等因素对电枢特性的影响进行了详细的分析与讨论,为固体电枢的选择与设计提供了有价值的参考依据；(2)等离子电枢电磁及流体特性研究：分别建立了等离子体电枢二维、三维磁流体动力学模型,耦合分析了流场与磁场特性参数的分布特点。计算结果表明,等离子体电枢头部始终保持高压；电枢中部出现高温区,边缘对外界环境存在热辐射,温度显著下降；由于内部表面力与电磁力的不平衡性,流场中部出现速度旋涡,高温区位置及加速度曲线最初均呈现周期性震荡,最终趋于稳定；同时,在二维模型中考察了粘性、烧蚀效应对电枢流场的影响。由于考虑导轨烧蚀质量的加入,电枢头部压强有所减弱,内部整体温度略有降低,密度峰值有所增加。由于考虑粘性,近壁面区域速度矢量分布也发生变化；(3) CE/SE方法在磁流体动力学计算领域的应用研究：由于磁流体动力学方程是流体力学方程与麦克斯韦方程的耦合,考虑了磁场对动量项和能量项的影响。因此,与传统气动数值模拟相比,磁流体动力学方程的求解要复杂许多,方法的选择至关重要。本文首先推导了适用于求解一维、二维无粘磁流体动力学方程组的CE/SE方法计算格式,通过求解经典算例,验证了该方法在磁流体动力学领域具有适用性,并具有较高的计算精度；.在以上工作的基础上,根据等离子体电枢的工程实际,推导了包含扩散项的二维、三维CE/SE方法计算格式以及雅可比系数矩阵,实现了对等离子体电枢流场与电磁场的耦合求解。论文通过对固体电枢与等离子电枢电磁—热、电磁—流体耦合特性的建模与分析,得到了一些具有重要理论及工程应用价值的成果。研究工作可以减少研制成本,缩短研制周期,对优化电磁轨道炮系统设计等方面具有重要意义。