我国现今是海洋大国,海洋各类资源丰富,海上资源勘探逐渐成为当下工程实践中的热点问题。地震勘探法是现阶段最主要的海上资源勘探方式,其主要是利用人工方法激发地震波,地震波信号会在海底介质分界处形成反射,人们根据地震记录仪的反射波信号分析地质结构,探测地底石油等资源分布。随着国家在海洋发展方面加大投入,人们对主要勘探设备提出更高的要求。气枪以其稳定性高、安全环保、高效高能、可重复性强等特点成为海上资源勘探中最为广泛的人工震源。而气枪结构重要参数的设置,如气枪长径比、开口形式、开口尺寸、开口角度等因素对气枪气泡的影响成为人们关注的热点课题。本文基于有限体积法,首先通过建立气枪气泡脉动数值模型,将气泡脉动的数值仿真结果与Gilmore经典可压球形气泡脉动理论结果进行对比。为了进一步验证算法的有效性,将气枪气泡脉动模型数值模拟计算的结果与实验结果进行对比,如近自由面、近刚性边界、不同枪体直径条件下的气枪气泡脉动等工况,模拟结果很好地再现了气泡膨胀、收缩、二次脉动等阶段的气泡形态;对在相同枪径条件下枪体开口尺寸、初始内压等因素对气泡脉动的影响进行了分析。当气枪气泡与枪体结构发生耦合、气泡发生撕裂或射流击穿融合等复杂过程时,有限体积法并不需要对网格拓扑结构进行处理,使得气泡脉动的数值模拟更加稳定。为进一步分析气枪气泡运动特性,通过建立轴对称环形开口气枪气泡模型,研究气枪结构设计对气枪气泡脉动的影响,包括枪体容积、枪体长径比和枪体开口角度等,并对比分析不同工况下的气泡脉动形态和枪体周围流场压力特性,总结如何设置气枪结构参数可以提高气枪性能,使其获得较大的初始能量。最后结合轴对称模型下的气枪结构重要参数设置,又建立三维四开口气枪气泡模型,分析三维气枪气泡脉动形态以及流场压力特性,为气枪结构设计中重要参数设置提供参考。本文的研究旨在依据有限体积法,通过建立可压缩的气枪气泡脉动简化模型,分析不同枪体结构下气泡脉动的形态变化和枪体周围流场压力分布特性,发现气枪长径比、开口形式、开口尺寸、开口角度等因素对气枪的初始能量有重要影响,通过总结相关变量对气枪气泡脉动过程的影响规律,为气枪结构的优化设计提供参考。