附加质量是研究水下航行体操纵性、水下振动特性等的重要参数。当有空泡时,附着空泡改变了航行体的湿表面积,同时空泡面的变形也会对流场产生影响。因此,带空泡航行体的附加质量与全湿流中有很大不同,它不仅与航行体的外形有关,还受到其运动过程的影响。考虑到实验测量的困难,对该问题开展数值计算方法研究具有重要意义。本文编写了三维高阶边界元法程序,研究了带空泡航行体刚体运动和弯曲振动的附加质量。主要包括以下内容:1)采用非均匀有理B样条(NURBS)表达边界曲面,用B样条表达源(汇)强、偶极强等未知量,用三次多项式变换方法处理面元奇异积分,通过配置点法形成最终的代数方程组,建立了基于NURBS的高阶边界元法。通过计算全湿流中的附加质量验证了方法和程序的可靠性。2)基于高阶边界元法计算了水下航行体的轴对称定常空泡形态及流场。根据空泡独立膨胀原理计算初始空泡外形,大幅减少了迭代步数。所得空泡形态与现有的实验和数值计算结果吻合较好。在此基础上,研究了航行体头型锥角、空化数对定常空泡形态的影响。3)把Uhlman所建立的方法应用到带局部空泡的航行体,在频域中计算了其轴向平移、横向平移和转动的附加质量。研究了附加质量与振荡频率、空化数、航行体头型锥角等的关系。从空泡自由面变形对流场的影响出发,对附加质量与频率的关系重新进行了解释。4)将计算方法从刚体推广到弹性体。采用有限元法计算航行体简化模型的弯曲振动模态。利用推广的边界条件和表达式,研究了带空泡航行体的各阶弯曲振动模态、弯曲振动模态间耦合以及弯曲振动模态与刚体模态耦合的附加质量,为采用干模态法解决带空泡航行体的流固耦合响应问题奠定了基础。