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贫氧炸药在爆轰反应后，会形成大量富含燃料的爆轰产物，如果爆轰产物中的燃料组分继续燃烧，即发生后燃反应，可以增加炸药的能量输出。但如何准确测试与表征后燃反应的能量输出？其能量输出后的作用效应如何？如何通过药剂及战斗部设计充分提高其能量输出效应？这些热点问题至今尚处于探索过程中。本文借助自行设计的双层容器试验装置，利用水下爆炸法对贫氧炸药在不同气体环境下的能量输出和后燃反应能量进行分析研究，旨在对上述部分热点问题进行探索，促进炸药和爆炸力学学科相关研究的发展。主要研究内容如下: (1)在前人关于炸药后燃反应的理论和实验研究基础上，阐述了后燃反应发生的条件:爆轰产物中的燃料组分通过克服一定的能量壁垒（即活化能）与氧化剂发生反应，并释放能量。对后燃反应的影响因素进行了分析，结果表明更大的装药尺寸、更小的装药壳体质量与装药质量之比、较近的反射面、更好空间密闭性、更多的氧气量和合适的铝粉粒径均可以增强后燃反应的能量释放。对TNT的后燃反应研究进行了比较剖析，结果表明其爆轰产物中含有大量的燃料组分，不同的数据来源得到的TNT最大后燃反应能量几乎一致。 (2)为了研究贫氧炸药的后燃反应，设计了一种双层容器试验装置，试验装置的内层容器用于装填炸药，外层容器中充装高压气体。通过对水下爆炸实验条件的探索，给出了实验条件确定的依据，证明了实验所用刚性水池的尺寸、炸药和试验装置的入水深度、传感器的位置均满足实验的要求。对贫氧炸药装填于试验装置后的水下爆炸实验重复性进行了考察，实验结果的误差小于5％。对贫氧炸药装填于试验装置后的水下爆炸冲击波相似律适用性进行了研究，认为其远场的冲击波峰值压力符合相似律，而远场的对比时间常数并不符合相似律。 (3)使用设计的双层容器试验装置，并采用水下爆炸实验方法研究了TNT和含铝炸药（AⅨ-Ⅱ和JALL）在不同气体氛围（空气、氧气、氮气、氩气）下的能量输出结构，结果表明三种炸药均在高压空气和氧气氛围下发生了后燃反应，通过对比炸药在相同压力氮气和氩气环境下的水下爆炸能量输出结构，进一步验证了含铝炸药在氮气氛围下不发生后燃反应的结论。根据Hess定律计算得到了炸药在不同气体氛围（空气、氧气）下的后燃反应能量，结果表明后燃反应能量随着氧气量和氧气浓度的变化而变化，氧气量或氧气浓度的增大均可使后燃反应能量增大，贫氧炸药的氧平衡越大，氧气浓度的影响越明显。氧平衡更大的贫氧炸药在相同的实验情况下更容易释放出更大比例的理论最大后燃反应能量，虽然有的时候这个能量数值不一定最大。而当氧气量多于炸药后燃反应完全进行所需氧气量时，后燃反应能量并不能达到其理论最大值。 (4)使用设计的双层容器试验装置，并采用水下爆炸实验方法研究了不同铝粉含量的RDX基含铝炸药在氧气环境下的能量输出结构，结果表明含铝炸药的水下爆炸能量输出值随着铝粉含量的增加先增大后减小，冲击波能在铝粉含量40％时达到最大值，气泡能和总能量在铝粉含量50％时达到最大值，其能量变化规律可以为炸药配方设计提供指导。 (5)结合后燃反应的水下爆炸实验结果，使用JWL状态方程和Miller能量释放模型对TNT的水下爆炸后燃反应过程进行了数值模拟。通过数值模拟得到的冲击波超压时程曲线与实验得到的曲线吻合较好。证明了Miller能量释放模型在模拟炸药有氧后燃反应方面的可行性。