海底管道、线缆通常利用海底开沟机进行开沟埋设达到保护的目的。海底射流开沟机通常用于剪切强度较小的泥沙底质的施工作业,而喷冲臂是射流式开沟机的重要构件,其将管道中的水流进行分配,高速射出后作用于海底底质,将泥沙冲起以达到开沟的目的。本文针对孟加拉海域海底地质条件以及开沟要求,进行海底射流式开沟机喷冲臂研究与设计。首先,运用基于泥沙启动理论的泥沙冲刷模型对淹没射流泥沙冲刷过程进行了数值模拟,并对多个因素对冲刷效果的影响进行了分析。结果表明:该模型能够很好地模拟淹没射流泥沙冲刷过程,冲刷过程先快后慢,最终达到稳定平衡状态;射流冲坑的深度与宽度随着射流出口速度、喷嘴直径的增加都分别呈现出线性增加的趋势;喷嘴在移动冲刷时会将悬浮的泥沙输运至后方,将原先已经冲开的沟形进行一定程度的填埋;双喷嘴冲刷时,双喷嘴之间的间距的改变会使得冲坑形状发生变化,在间距较小时,所得冲坑的深度较单喷嘴冲刷时深度大,在间距较大时与单喷嘴冲刷所得冲坑深度基本一致,运用双喷嘴能够有效增大冲坑宽度,但双喷嘴间距过大会使得冲坑中部出现凸起。然后,根据海底射流式开沟机喷冲臂的基本工作原理,通过对多对喷嘴泥沙冲刷的数值模拟,确定了合理的喷冲臂射流喷嘴的数量以及喷嘴直径;依据泥沙冲刷数值模拟的结果设计了喷冲臂,并对喷冲臂的三种主管道形式进行了数值模拟,分析了其流场以及出口流速特性。最后,基于重力相似理论设计了模型试验,设计并建立了试验水池,加工了喷冲臂,介绍了试验所用的开沟机模型,介绍了相关的测量设备,对所设计的喷冲臂进行了物理模型试验验证。试验结果表明所设计的喷冲臂能够满足实际工程中的开沟要求,验证了利用数值模拟进行海底开沟机喷冲臂设计的可行性。