本文以某水下自动机项目为背景,以该水下自动机的密封和前导装置为研究对象,针对其在水下工作的工况特点,在水下自动机的发射过程动态特性、膛口气液两相流作用特性、密封装置密封及运动特性、前导装置的空化降压作用特性以及自动机动力耦合的动态特性等方面开展了相关研究,发现了开闭膛口时间、初始膛内压力以及初始环境介质压力等因素对发射过程、密封性能以及机构运动特性等方面的影响规律,确定了密封装置的结构,提出了用前导装置改进密封及发射性能的方案,并通过分析与实验验证了该方案的可行性,最终得到了密封和前导装置对水下自动机动态特性的影响规律,为水下自动机的设计提供一定参考。1.为研究水下自动机的发射过程动态特性问题,在经典发射过程动态特性理论基础上建立水下自动机的发射过程动态特性数学模型,通过对模型的求解,得到了各种工况下水下自动机的发射过程动态特性,并研究其影响因素与规律。2.在发射过程动态特性研究的基础上为确定密封装置开闭膛口时间、初始膛内压力以及初始环境介质压力对排水泄压的影响,运用两相流理论建立膛口流场模型,并用有限体积法进行求解,得到膛口流场的发展规律,并确定了合理的开闭膛口时间。3.根据流场分析中得到的结论确定密封装置的结构特点,并运用有限元理论建立密封装置密封及运动仿真模型,研究密封预紧力与初始环境介质压力对密封性能以及装置运动阻力的影响,通过对模型分析求解得到密封装置在密封过程中的密封与动态特性。4.为实现更优的密封效果,提出前导装置方案,并研究前导装置空化降压的形成条件与效果,运用空化理论建立单个诱导翼片的流场仿真模型,并进行流场仿真,得到合理的翼片结构。在此基础上确定前导装置的整体结构,并进行仿真与实验验证,仿真与实验结果基本吻合,验证了计算方案的可靠性以及前导装置的可行性。5.研究密封和前导装置与自动机的动态特性关系及影响,运用键合空间理论建立含有密封前导装置的水下自动机动力学模型,通过对模型求解分析得到密封前导装置对水下自动机射速、电机输出功率等关键设计参数的影响。