水下航行体在行进过程中受到的阻力较大,航速受限,采用人工通气的方式形成覆盖航行体大部分壁面的超空泡,能够大幅地降低航行体的阻力,从而提升航行体的航行速度。本文采用Mixture多相流模型模拟典型平头倒角空化器形成的通气超空泡流场,主要研究内容如下:首先对半球形头部模型自然空化流场进行模拟,并与实验结果进行对比验证Zwart-Gerber-Belamri空化模型的准确性;使用不同的湍流模型模拟平头空化器通气超空泡流场,并与半经验公式进行对比验证其精度,选择最符合的RNG k-ε模型进行后续的模拟。然后对安装典型平头倒角空化器的航行体通气超空泡流场进行模拟,研究通气超空泡的演化过程、航行体肩部和尾部附近特征位置处的空泡发展和速度分布、空泡边界的发展以及航行体壁面附近的压强和速度变化,同时分析了航行体的阻力特性。对比分析了不同通气口通气流量、来流速度、通气口通气方向以及不同头部空化器模型对通气超空泡流场及航行体阻力的影响。模拟结果如下:通气流量不足无法形成完整稳定的通气超空泡包裹航行体,随着通气流量的增加,超空泡轮廓增加,达到第二临界值后增加幅度很小,阻力变化很小;随着来流速度增加,超空泡轮廓减小,阻力大幅增大;随着通气角度增加,超空泡轮廓增大,阻力增大,通气角度达到45°超空泡边界不稳定;半球形头部空化器不利于形成稳定通气超空泡,锥形头部空化器表现比平头形更好。最后对比分析了二维和三维通气超空泡流场,三维超空泡头部轮廓不是完全圆锥形轴对称,选取头部最大轮廓截面和最小截面与二维对比,整体上相差不大,同时航行体壁面附近速度分布趋势一致,在航行体主体部分三维流场的速度更小。