在满足最大膛压的约束下,提高弹丸初速始终是内弹道研究设计者的目标。本文首先分析了提高弹丸初速的各种途径,在此基础上从装药技术入手,利用最优化理论,优化部分装药参数,使得在最大膛压的限制下,最大限度的提高弹丸初速,实现低过载发射。主要内容如下:a)建立了一维两相流模型,对某口径火炮的底部点火结构的膛内过程进行了数值仿真,得出了最大膛压和弹丸初速及膛内各变量的分布规律,数值模拟结果与实验结果有很好的一致性。b)建立了双层变燃速发射药装药的一维两相流模型,并对其进行模拟计算,模拟出此种装药的内弹道循环过程,计算出最大膛压和弹丸初速,分析了不同阶段各变量的变化规律。计算结果证实双层变燃速发射药具有很好的渐增性燃烧。c)建立了基于一维两相流模型的装药优化模型,确定合适的设计变量、约束条件以及目标函数,利用最优化理论对双层变燃速发射药的装药条件进行优化分析,用外点罚函数法处理约束条件,将有约束优化问题转化为无约束优化问题,再用Powell方向加速法解无约束优化问题,计算得出了双层发射药内外两层的燃速系数及厚度的最优匹配,从而使弹丸初速达到了最优值。