随着世界各国对海洋资源的开发愈加重视,含有作业机械手的UVMS系统(Underwater Vehicle-Manipulator System,即水下机器人—机械手系统)是目前唯一能在海洋复杂环境中作业的高技术装备,已成为人类探索海洋过程中的主要工具。相比较遥控式潜水器和载人潜器,自主式作业机器人水下作业有更高的控制精度和更广的作业范围,AUV搭载机械手可在人工不干预情况下进行作业,提高了工作效率,节省了成本,更适用于海底轻型作业。本文针对流线型AUV搭载机械手作业的特殊使命,进行了其载体的总体设计,并进行了水动力实验和运用CFD方法对所设计的载体进行了水动力性能分析,完成了机械手不同姿态下的直航阻力性能预报和操纵性水动力系数的获取,最后分析了其运动稳定性。首先,以搭载机械手的最大潜深为100米的流线型自主式水下机器人为研究对象展开总体设计工作,并进行三维建模,确定控制舱的具体尺寸,并运用ANSYS软件进行强度和稳性校核。依据总布置方案里的各个结构和设备的重量体积进行了重量重心、浮力浮心以及稳性的计算,经过反复对AUV的各个设备及浮力材的布置进行调整并综合考虑减小航行及作业阻力,提高回转性能等方面,完成了作业型AUV的总体设计。为提高AUV作业时的操纵性能,并为作业过程中的控制提供依据,有利于精确作业。论文分别运用实验和计算流体力学方法对作业型AUV完成了直航阻力预报及操纵性水动力系数的获取。首先对机械手展开一定角度的六个艇体姿态进行了水动力实验,取得相应的水动力系数,并与机械手完全收缩于艇内的水动力情况进行对比分析。然后在基于多面体网格技术数值模拟与实验值对比验证STAR-CCM+对正常航行时的AUV姿态直航阻力预报可靠性的基础上,进一步进行了水平面斜航数值模拟,并运用整体动网格技术与DFBI模块,对该姿态进行了纯横荡,纯摇首运动水动力数值模拟,并得到了相应的水动力系数,分析了其运动稳定性。