舰船在海上作战过程中易遭受导弹袭击，导弹战斗部爆炸产生的冲击波和高温火球引发的火灾会极大削弱舰船结构强度，影响舰船可持续作战能力。因此，为提高舰船生命力，需要开展舰船在爆炸与火灾作用下的结构响应研究，分析火灾高温对舰船典型结构抗爆性能的影响；同时需要做好火灾防护措施，对舰船常用灭火装置——细水雾灭火喷头开展喷射性能研究，基于增材制造(3D打印)技术对舰船细水雾灭火喷头进行一体化成型的优化设计与生产，提升其灭火性能，保障舰船的安全性。
　　本文首先开展爆炸与火灾作用下舰船典型结构响应研究，分析火灾高温对舰船典型结构抗爆性能的影响；同时，基于增材工艺对舰船细水雾灭火喷头进行优化设计，并对优化设计的喷头喷射性能开展数值研究，分析各项优化结构参数对细水雾灭火喷头喷射性能的敏感性，得到喷头最终优化设计方案。最后，开展舰船细水雾灭火喷头喷射性能试验研究，采用增材制造(3D打印)技术对优化设计的喷头模型进行研制，同时，开展喷头喷射性能试验测试研究，并将最终试验测试结果与数值模拟结果进行对比分析，证实了其良好的适用性。
　　主要研究工作如下：
　　(1)基本理论和数值模拟方法研究。研究空中爆炸冲击波传播规律和指征参数方程，利用有限元软件MSC.Dytran对不同网格尺寸爆炸冲击波在空气中传播过程进行数值模拟，并与经验公式计算理论值对比，获得计算精度较高的数值模拟方法。研究舰船常用灭火装置——细水雾灭火喷头射流雾化过程中的多相流数值模拟理论，确定流体在不同流场中应用的多相流模型，为后续数值模拟计算提供理论依据。
　　(2)爆炸与火灾作用下舰船典型结构响应研究。选取舰船典型结构作为研究对象建立有限元模型，确立模型计算相关材料参数、流-固耦合条件以及不同火灾高温下舰船典型结构受到空爆载荷的计算工况，基于此开展不同爆炸与火灾作用下舰船典型结构响应研究，研究典型舱室结构损伤变形模式、应力分布以及结构的加速度和速度，分析火灾高温对舰船典型结构抗爆性能的影响。
　　(3)基于增材工艺的舰船细水雾灭火喷头优化设计及喷射性能数值研究。基于增材制造技术可以实现喷头内部复杂流道结构设计和一体化打印的优势，对舰船常用的细水雾灭火喷头从简化装配流程以及内部流道结构两方面进行了优化设计，同时对优化设计的细水雾灭火喷头喷射性能开展数值模拟研究，通过对喷头射流过程中的内外流场数值模拟研究，获得内外流场数值模拟方法，基于此开展各项优化结构参数对细水雾灭火喷头喷射性能敏感性分析，得到喷头最终优化设计方案，并与采用传统加工方式生产的细水雾喷头的喷射性能进行对比，得出各项性能参数提升指标，验证优化方案的可行性。
　　(4)舰船细水雾灭火喷头喷射性能试验研究。采用增材制造技术对优化设计的细水雾灭火喷头模型进行3D打印，同时设计喷头试验测试方案，确立试验测试所需的设备；开展流量测试和雾化锥角测试方法研究，提出试验过程中喷头性能参数测试注意要点；对试验测得的流量、流量系数以及雾化锥角参数进行总结，通过与数值模拟结果对比分析，证实了其良好的适用性。