实际海洋复杂多变,光照和海水深度的等原因,会导致海洋在深度方向上出现盐分和热量分布不均匀,致使海洋中出现大范围不同类别的密度跃层,形成层化海洋环境。潜艇在密度跃层附近航行时,艇体扰动激发流体运动,运动流场将导致层化流体内界面兴波。一方面,内界面兴波将增加了潜艇的航行阻力,另一方面,内界面兴波运动会与自由水面产生调制作用,形成具有识别性的水面尾迹,影响潜艇的隐蔽性。以上述问题为背景,针对潜艇在层化海洋环境中航行的复杂流固耦合问题,本文采用计算流体力学（CFD）软件STARCCM+对潜艇航行阻力和尾流场特征进行了研究。首先,采用物模实验与数值方法,对潜艇不同潜深和弗劳德数下阻力和自由水面兴波进行了研究,数值结果和试验结果吻合较好,说明了数值方法的有效性。进一步对不同潜深条件下阻力随速度的变化关系进行了分析,结果表明,当潜深较大时,潜艇阻力随弗劳德数的变化呈现二次幂关系。当潜深较浅时且弗劳德数较高时,兴波阻力影响显著,由于兴波阻力通常随弗劳德数4-6次幂变化成正比,导致二次多项式拟合相关度降低。在上述研究的基础上,进一步采用三相流方法采用SUBOFF标模对潜艇在层化海洋环境中航行问题进行数值模拟。采用重整化群湍流模型对湍流方程进行封闭,基于流体的体积分数函数对内界面和波运动进行捕捉,对密度跃层潜艇的航行阻力,以及内界面与自由水面兴波特征进行了研究。分别考查了不同航行速度、相对内界面位置、潜艇相对潜深、上下层流体密度比对航行阻力和兴波特征的影响。阻力结果表明,不同潜艇相对内界面位置条件下,潜艇航行阻力系数C_d整体随内Froude数增大,而先增大后减小现象。航行阻力在Fr=0.9左右取得最大值,在Fr>2.0之后阻力系数C_d基本保持不变。在低速状态下,航行阻力系数在相对潜深-0.5d较大,相对潜深+0.5d次之,相对潜深0最小。在高速状态下,阻力系数曲线基本不随内Froude数变化而改变,相对潜深为0时阻力系数最大,相对潜深-0.5d次之,相对潜深+0.5d最小。总体而言,内界面对潜艇航行阻力拥有一定影响,尤其是在低航速情况下,作用显著。潜艇兴波数值结果表明,在航速较低情况下,Fr2,内界面横波现象明显,且波长较短。随着航行速度增加,内界面兴波波峰值逐渐增大;波谷值随着航行速度增大而减小。波高随着航行速度增加而逐渐减小。随着速度增加,Fr>Fr₂,内界面只存在散波。波长随速度增加而增大。内界面对自由液面兴波影响较小,两相流与三相流波峰波谷相对位置和峰值谷值基本没有改变,当相对潜深0和-0.5d时,在高航行速度情况下,自由表面出现了具有识别度的水面尾迹。