建立了自由射流模型，采用了可压缩流体轴对称N-S方程和RNG k-ε模型，重点分析了出流为欠膨胀波时的马赫盘(MSD)结构。对出口静压为6.145×105 Pa的自由喷射外流场进行数值仿真，描述了不同出口马赫数时的射流场结构，分析了马赫盘与喷嘴出口马赫数之间的关系，揭示了随着出口马赫数的增加，马赫盘的宽度呈现出收敛趋势，表明超音速喷嘴设计在保证常用工作压力时不出现过膨胀的情况下应适当提高出口马赫数。揭示了实际切割过程中，随着出口马赫数不断增大，马赫盘将收敛于一固定位置。对求解模型进行流场可视化对