以枪虾夹螯为研究对象,针对枪虾夹螯空化射流现象展开研究,开发枪虾夹螯闭合过程仿生装置,对枪虾空化射流机理及其影响因素进行分析,为我国水下非爆炸高能发生装置的设计提供可靠的试验数据和技术支持。以活体枪虾为研究对象,分析了枪虾夹螯攻击机制,确定了活体枪虾夹螯攻击试验测试的主要参数,设计了活体枪虾试验测试系统,分析了不同枪虾夹螯的攻击过程及产生的空化气泡过程及压力脉冲特性。通过CT扫描获得了枪虾夹螯三维模型,分析了夹螯的结构,通过FESEM观察分析了枪虾夹螯表面及断面微观形态及元素组成,通过纳米压痕仪测试了夹螯表面的模量和硬度。通过CFD仿真提取了枪虾夹螯空化射流的关键参数,分析了枪虾夹螯结构特性。阐述了空化理论基础,通过枪虾夹螯CAD模型结合CFD仿真研究了枪虾夹螯攻击过程,分析了枪虾夹螯的不同缩比尺寸、夹螯闭合角度、夹螯闭合角速度、夹螯囊腔出口处的凹槽对枪虾夹螯空化性能的影响。将夹螯喷嘴简化等效为二维喷嘴模型,对喷嘴的流域结构进行了分析,探究了不同流域边界条件产生空化的影响,分析了壁面尺寸对空化的影响。模拟活体枪虾夹螯闭合运动过程,研制了枪虾夹螯仿生试验装置,并进行了性能测试。论述了枪虾夹螯仿生试验装置设计要求,提出了枪虾夹螯仿生试验装置设计方案,搭建了枪虾夹螯闭合过程仿生装置、高速摄影模块及水下压力测试模块。枪虾夹螯闭合过程仿生装置选择冲击气缸为枪虾夹螯闭合提供能量,通过冲击气缸冲击增速杠杆带动枪虾夹螯快速闭合,再现了枪虾夹螯产生空化的过程。选用钛合金通过3D打印加工仿生夹螯,设计了试验底座,并通过Adams动力学仿真验证了装置的合理性。根据CFD仿真结果,设计了不同类型的仿生夹螯,获得了不同夹螯缩比模型及夹螯囊腔出口处有无凹槽的模型,最后介绍了仿枪虾试验系统的试验过程及数据处理方法,并进行了装置性能测试。对影响枪虾夹螯空化性能的因素进行了仿生试验研究,首先对不同试验参数进行试验设计,简化了试验流程。对不同缩比模型、不同闭合角度、不同闭合角速度产生的空化性能进行了试验研究,得出不同因素对空化射流性能的影响规律,与活体试验和CFD仿真规律具有一致性,分析了囊腔出口处的凹槽对枪虾夹螯闭合空化性能的影响,为进一步研究水下非爆炸高能发生装置提供了试验方法和手段。