武器发射时形成的高温、高压、高速的非定常复杂流场,对阵地操作人员、武器装备及周围环境等构成了严重危害。其中,影响最大的主要是冲击波和噪声。为了研究武器发射危害机理及其控制,本文从理论、实验、计算三个方面对武器发射时的冲击波/噪声场进行了研究。首先,介绍了膛口冲击波/噪声场的研究背景、当前的国内外研究现状及研究存在的困难。早期建立的膛口流场的经典理论没有涉及到膛口气流噪声的计算与预测。随着计算机技术以及数值计算方法的发展,使得同时考虑冲击波与噪声波在内的复杂流场的计算成为可能。文中还介绍了膛口冲击波与噪声在物理特性方面的不同,以及二者对人内脏器官及听觉器官损伤机理和损伤效果方面的异同,从这两个角度深层次地强调了冲击波与噪声的区别和联系。由于冲击波与噪声的物理特性不同,研究方法也不尽相同,讨论了冲击波场、噪声场各自的数值计算方法以及它们之间的区别和联系。对膛口冲击波场数值方法的适用性,尤其是计算格式进行了讨论。验证算例结果表明,采用本文的数值方法研究膛口冲击波场是可行的。以此为基础,从发射安全角度出发,对迫击炮、无后坐炮等的膛口(尾喷口)流场进行了数值模拟。根据数值结果分析了膛口流场发展过程、超压峰值分布特点等,为预测冲击波对炮手的损伤提供了实际的参考。由于膛口噪声的产生比较复杂,完全模拟膛口流场的噪声场是很困难的。本文从最典型的高压欠膨胀射流噪声场的模拟出发,开展了膛口冲击波与射流噪声的膛口流场耦合计算。文中膛口射流噪声的计算分两步进行,先采用LES计算流动部分,再用FW-H方程计算声场部分。所得各测点的声压级数值结果与相应的射流噪声试验结果对比,误差不超过6.3%。为解决数值求解的冲击波间断面被抹平而导致超压峰值的计算误差问题,本文提出了利用物理方法修正数值结果以提高计算精度的方法。文中以激波关系式理论修正点爆炸的数值结果,计算冲击波超压峰值。结果表明,通过利用物理方法修正数值结果获得的超压峰值相对比较精确。在某些条件下,CFD能替代实验,开展相关的数值实验工作。本文以膛口冲击波物理模型(根据大量实验建立)为例,采用本文介绍的数值方法,验证了该模型的正确性。