喷水推进泵在推动航行器运动时,泵体处于航行器外部钝体绕流、推进泵内部流动及喷管淹没射流三种不同性质的流场中,且喷管淹没射流尾迹区产生的湍流拟序结构对喷水推进泵的外流场结构和推力特性会产生一定影响。针对这一现象,本文采用数值模拟与涡动力学相结合的方法对喷水推进淹没射流产生的尾涡环进行分析研究。本文首先采用大涡模拟湍流模型对喷管射流产生的尾涡环进行了数值模拟,并与他人已有的实验结果相对比检验了计算方法的准确性。然后采用课题组螺旋混流式喷水推进泵作为淹没射流发生的动力部件,并通过引入无量纲喷水推进泵进速系数对喷水推进射流产生的尾涡环进行了数值模拟和无因次化定性分析,接着采用涡动力学与数学统计相结合的方法对射流尾涡环的诱导机理进行了定量研究。最后,将相同工况下的裸泵与泵-水域一体化产生的推力特性进行了对比,并采用具有自适应能力强的人工神经网络法,对尾涡环的传输速度、涡量、涡强及螺旋度等物理特征参数与推力之间的数学关系进行了非线性系统建模。本文主要研究结论如下:(1)喷管喷射过程产生的涡环,主要是由于流体经喷管喷出后,受环境流体的卷吸作用而产生的。其中涡环包含的流体来自于喷管喷出的流体和涡环生长过程中从水域夹带的流体。(2)采用涡动力学与数学统计方法得知,影响涡环产生的涡环形成时间与无量纲传输速度和涡量系数均呈指数关系,与涡强系数和螺旋度系数呈现非线性关系。(3)对相同工况下的裸泵与泵-水域一体化产生的推力特性对比发现,泵-水域一体化相比裸泵产生的推力要提高7%左右,这主要是由于涡环在水域中的诱导速度提供了额外的一部分推力所导致的。(4)采用BP神经网络与LM算法相结合的方法,推导出推力与涡环各物理特征参数之间的数学关系。