超空泡技术是近些年来被高度关注并成功应用于的水下武器的减阻技术,利用该项技术能够大幅提高水下航行体速度,提高武器的命中概率和突防能力。然而由于超空泡流动的复杂性以及超空泡航行体独特的流体作用力方式,使得该项技术在实际的应用中面临许多挑战,其中超空泡航行体的机动控制问题尤为突出。目前世界第一种超空泡武器“暴风”超空泡鱼雷尚不具备自导系统,只能直线打击目标,作战效能受到了很大的限制,发展具有一定机动能力的超空泡武器已经成为各主要军事强国研究的热点。　　可机动超空泡武器的研发依赖于对复杂流动条件下超空泡形态及航行体流动力的准确把握,因此本文以CFX软件为研究平台,通过二次开发建立了用于研究超空泡航行体不同运动状态的数值仿真模型,对复杂运动条件下航行体流体动力特性及航行体无控弹道特性展开系列研究,以期为我国超空泡武器的发展提供参考和依据,本文的主要研究内容如下:　　(1)基于多流体模型,考虑了多相介质间的相互作用,建立了模拟自然/通气超空泡流动的数值仿真模型,通过理论分析及实验对比评价了数值模型对两相及三相流动的预测能力,分析了通气超空泡流动中三相介质间的相互作用。在此基础上研究了空化器以不同俯仰角运动时重力对通气空泡流动的影响,系统的讨论了不同运动条件下通气参数与空泡形态及尾流机制的关系。　　(2)应用三维网格变形技术,研究了超空泡航行体周期性俯仰运动的流动特性。基于不同俯仰角度及俯仰频率条件下的数值计算结果,分析了航行体与空泡表面间周期性碰撞对空泡形态及航行体流体动力的影响。并进一步通过超空泡航行表面体沾湿区及压力的分布的特点,解释了导致航行体流体动力产生变化的原因。　　(3)通过构建圆弧形计算域,求解非惯性圆柱坐标系下的多相流体控制方程,建立了超空泡航行体水平面转弯运动数值计算模型。首先分别基于Logvinovich独立原理与本文 CFD模型,对比分析了转弯运动过程中超空泡形态特征,之后分析了不同通气条件下超空泡航行体转弯运动流体动力特性,最后探讨了空化器横向偏转对航行体的流体动力的控制问题。　　(4)通过CEL语言对CFX软件进行二次开发,实现了多相流动控制方程和刚体运动学方程的耦合求解,结合三维网格变形技术,建立了超空泡航行体动力学仿真模型。研究了超空泡航行体纵向平面内的无控弹道特性,分析了空化器偏角、水平尾翼偏角及航行体质心位置对弹道参数的影响,最后将航行体动力学模型进一步扩展,初步探讨了六自由度超空泡航行体空间姿态变化及弹道特性。