作为船舶与海洋工程领域内重要的基础结构,水翼有着极为广泛的工程应用。传统上对水翼水动力性能的研究大多集中于二维问题上,并已经取得了大量理论和实验成果,然而实际水翼的展弦比有限,在二维假设下得出的结果并不完全适用于真实情况,对三维水翼水动力性能的研究就显得更为重要,尤其是对于具有强烈三维效应的小展弦比水翼。不同工况下的数值预报可以为相关研究人员提供很好的参考依据。本文通过开源CFD平台Open FOAM,对处于定常和非定常条件下的不同展弦比水翼,以及抽象化的极小展弦比翼型,即Wigley船型,进行了系统地数值模拟研究,并对不同工况下各翼型的水动力性能进行分析。基于二维翼型NACA0012和NACA0015,对其在定常和非定常条件下处于不同雷诺数时的水动力性能进行研究。将数值结果与实验数据进行对比验证数值模拟的可行性,并通过对比升阻力系数,选用后续计算所用的湍流模型—SST k-ω,为整体论文工作奠定研究基础。基于翼型剖面为NACA0015的三维翼型进行数值研究。为了反映不同展弦比对水翼性能的影响,分别考虑展弦比为0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、无限大的三维翼型。在不同雷诺数和不同攻角的条件下对翼型的定常升阻力系数进行计算,并对表面压力系数及涡量进行了分析。在此基础上,开展了不同翼型的非定常绕流数值模拟,分别对进行俯仰运动和升沉运动的翼型进行研究,对其水动力特性进行了数值预报并分析了升阻力特性、压力分布及涡结构。基于系统的数值结果,得出了展弦比变化对升阻力系数、流场、涡量场的影响规律。对抽象化的极小展弦比翼型即Wigley船型的非定常水动力性能进行研究。分别对做纯首摇和纯横荡运动的船型进行数值计算,研究发现Wigley和翼型水动力性能相似度较高。船型的横向力与阻力的变化趋势与翼型升力和阻力变化趋势相近,并且在压力分布和涡的生成与脱落上也与翼型非常相似。证明不同展弦比翼型的研究对船型水动力的预报与优化有一定的参考价值。