自激振荡射流兼有脉冲射流和空化射流的特点，在高围压环境下可产生良好的冲蚀效果，因此在深海矿产开采领域具有广阔应用前景。深入了解自激振荡射流在深海高围压环境中的非定常流动特征，是提高其打击破碎效果，扩展其在海底矿藏开采中应用的基础。本项目从自激振荡射流非定常流动时空演变特征这一根本性问题入手展开研究工作。首先，研发了自激振荡射流多物理场同步实验测量平台，并通过大量比对实验，对利用该平台检测、调制自激振荡射流性能的可行性和先进性进行了深入分析。该平台为全面把握自激振荡射流的非定常流动特征提供了有效的研究手段。依托该平台，研究了自激振荡射流压力脉动信号的检测方法，并基于信号分析方法揭示了自激振荡射流的频率特性，获得了射流发生自激振荡时的特征频率，且具有高频特点。通过大量实验，系统分析了自激振荡射流特征频率的影响因素。通过实验研究，从声压级、噪声能量、声功率三个角度对不同环境围压、喷嘴结构、射流工况下自振射流空化特征进行分析，系统研究了影响自激振荡射流空化效果的各项因素。研究结果表明，相较于普通锥形喷嘴和风琴管，在高围压环境中赫姆霍兹喷嘴可产生具有较强空化效应的脉动射流，在深海矿藏开采领域中具有明显的应用优势。在实验的基础上，将LES/RANS混合模拟计算方法引入自激振荡射流研究。针对自激振荡射流所具有的高频脉动及边界层内各向异性特性，对现有模拟方法进行改进，显著提高了模拟计算精度。该方法弥补了现有模拟方法存在的不足，从而为自激振荡射流领域的相关研究提供了有效的研究手段。以数值模拟作为主要研究手段，结合实验研究对喷嘴内部非定常流动结构进行三维可视化研究。最后，通过与Fourier变换、小波变换进行比对分析，从信号完整性、消噪和滤波、时频分辨率等角度探讨了HHT方法的优势及在自激振荡射流领域信号分析中的应用前景。本项目的研究成果不仅完善了自激振荡射流理论，并可推动该技术在深海领域的应用。 2100433B