随着空间技术的飞速发展,人类探索太空的脚步正一步步深入。然而,随着人类空间活动的增加,空间碎片的问题日益凸显,空间环境持续恶化,给航天器安全在轨运行造成极大风险。因此,提高航天器应对空间碎片撞击的定位、评估、分类能力成为一项尤为迫切的需求。基于声发射的在轨检测技术因其资源占用率低、结构限制小、可实现实时监测等特性得到了广泛的关注,并成功开展了空间应用。但泄漏声发射信号是一个宽频的微弱信号,并且舱内多样的声发射源会使得泄漏信号频谱进一步复杂化,所以对泄漏损伤的评估和分类仍是当前的技术难点。因此,研究泄漏射流噪声的产生和传播机理对进一步理解、分析泄漏频谱,提升空间站泄漏检测水平具有重要意义。本文以空间站作为研究背景,以真空泄漏作为研究对象,针对真空泄漏射流的流场结构及流激噪音开展了数值计算,并分析了外部环境、背压、泄漏孔直径、温度等因素对流场及噪声场的影响机理;在此基础上,开展了真空泄漏流场及流激噪声场的地面模拟实验,对计算结果进行了验证。本文的研究内容和结论主要包括以下4个方面:（1）根据真空泄漏过程的特点和计算要求,利用Realizable k-ε模型对真空泄漏过程进行了动力学建模,建立了相应的计算模型和网格模型。针对实际在轨工况,设置了泄漏孔直径、外部环境、背压、外部温度4个对照组,奠定了全文数值计算的基础;（2）本文基于Realizable k-ε模型对真空环境射流连续流区域流场演化机理进行了研究,并分析了外部环境、背压、泄漏孔直径、温度等因素对流场结构的影响。真空环境泄漏射流的动力学特征与非真空的射流动力学特性之间存在着明显不同。真空环境下极低的分子数密度使得泄漏气体在巨大的压差力和浓度梯度力的作用下能够快速膨胀进入外部空间,形成一个快速膨胀区直径数倍于泄漏孔直径的超音速湍射流,且快速膨胀区域的直径随着泄漏孔直径的增大而增大。真空环境下的超音速射流的密度和压强分布也异于地面常规大气环境,呈现出较为规则的“液滴”状。（3）在真空泄漏射流流场结构的基础上,本文对真空泄漏流激噪音的产生与传播机理进行了分析,研究了了基于声腔反射的声扰动反馈机制,提出了基于平均分子自由程λ=0.6mm的声腔边界判定准则,并分析了泄漏射流的典型频谱特征。研究结果表明,真空环境下射流噪音的产生与传播形式与非真空环境存在着明显不同。真空环境中的分子数密度较低,射流混合层内外的特性阻抗相差悬殊,噪声无法穿透混合层到达远场。因此,不稳定波在向下游行进的过程中,大部分能量会被反射回上游,形成类似于声腔共振式的压力扰动传播方式。反射声波的增强使得噪声频谱中的啸音成分被增强,泄漏噪音频谱呈现出明显的共振现象和谐波特性。从计算结果中还可以得知,反射声波在平均分子自由程λ=0.6mm附近处最为强烈,因此可以把λ=0.6mm作为声腔边界的判定准则。（4）本文搭建了真空流场与流激噪声场模拟系统,并开展了真空泄漏的地面模拟实验。在真空实验平台的基础上,本文搭建了高速纹影成像系统和声发射信号采集系统。从纹影图像中可以看出真空泄漏射流在泄漏孔附近形成了一个球面膨胀波,并在快速膨胀区域边缘形成了两道明显的膨胀波,与计算结果存在很高的一致性。利用声探头采集的声发射信号在经过处理后,频谱呈现出与数值计算频谱相似的周期性共振现象与谐波特征,进而验证了基于λ判据的声腔共振理论在分析真空泄漏流激噪音时的正确性和有效性。此外,本文还分析了不同泄漏模拟平台结构、不同泄漏孔位置和不同传感器位置对声信号的影响,为后续地面模拟实验与在轨实际应用提供了一定指导。综上,本文利用数值计算与地面模拟试验相结合的方法对真空环境下泄漏射流噪音的产生与传播机理进行了研究,分析了真空环境下泄漏噪声的典型频谱特征,并对外部环境、背压、泄漏孔直径、温度等因素的影响机理进行了探究。本文的研究结果可为后续构建低阶工程预报模型,开展空间泄漏检测提供相应指导。