由于高压水射流清洗具有去污能力强，效率高，成本低，便于机械控制等特点，高压水射流常用于清洗管道和贮箱。本课题针对我国长征运载火箭贮箱内部的多余物清洗，对高压水射流原理进行研究并进行相应的实验验证。依据高压水射流清洗方法的优点，可应用于大型罐体内壁的清洗。本文对高压水射流中水流的压力和速度分布，喷射过程中靶面距离的选择，喷嘴参数的设计和打击到靶面应力应变的分布规律进行仿真研究及实验验证。高压水射流清洗的仿真研究对促进我国运载火箭的多余物去除具有重要的意义。首先，本文以高压水射流清洗为研究对象，根据流体力学理论分析了水射流喷射过程中流体的动态特性，包括压力和速度等，为后续的研究奠定了基础。其次，建立了高压水射流清洗喷射的有限元仿真模型。研究了发现靶面距离对高压水射流的影响机制。获得不同靶面距离下，靶面上压力和速度分布规律。此外，根据靶面的压力和速度分布规律，计算高压水射流有效打击力的面积。获得了喷嘴在不同倾斜角度下喷射时，靶面上速度和压力的分布规律。然后，建立了高压水射流清洗喷射中喷嘴的有限元仿真模型。研究喷嘴内部水射流的流动状态，即速度和压力的分布规律。解释了喷嘴中的空化现象产生的原因和造成的影响。采用响应曲面法对仿真数据进行处理，拟合两个二次回归方程，对所得到的回归方程进行检验，证实方程的准确性。最后，建立了高压水射流清洗机构的有限元仿真模型。通过对机构进行静力学有限元仿真分析，获得机构的变形量和应力应变的分布规律。保证高压水射流机构受力平衡，以变形量最小条件为标准，选取喷嘴的安装方式，并计算水射流机构变形量和内部应力应变的大小。在泵的压力提高情况下，研究水射流机构的最大变形量，计算机构承受清洗的最大压力值。通过高压水射流喷射有限元模型的仿真结果，得到高压水射流的压力分布曲线和高压水射流的压力分布方程，对靶面进行仿真，获得靶面的最大变形量。