水翼空化绕流问题是一种复杂的非定常多相流动问题,包含空泡的生长、脱落、溃灭、融合等多种空泡行为,其成因涉及流场局部低压、回射流运动及其伴生涡等因素。对水翼空化绕流流动特征的分析能帮助理解水翼空化流动过程中的各种物理现象及其成因,并关系到水下航行体关键问题的解决,具有重要理论意义与工程价值。本文针对不同空化数和攻角条件下的水翼空化绕流问题,在对绕流流场数值模拟的基础上,采用动力学模态分解方法对数值模拟结果进行模态分解与分析,主要研究内容与成果如下:基于气液均相流模型、Schnerr-Sauer空化模型与6)-湍流模型,开展了NACA66（MOD）水翼在多种工况下的水翼空化绕流数值模拟,并将数值结果与实验结果进行对比,验证了本文采用的数值计算方法的有效性。结合水翼升力系数曲线、仿真空泡演变图像、流速场及其快速傅里叶变换曲线对空泡演变过程进行分析。结果显示附着于水翼的空泡附近通常伴有复杂的涡结构,这类涡结构与回射流密切相关,且对空泡的演变有重要影响。空泡可发展的空间越大,回射流及其伴生涡的影响就越明显。通过自编动力学模态分解算法,从数值计算获得的流场数据中提取得到一系列模态及其相应的特征值,并根据特征值计算得到了模态的演变频率与增长率。通过分析占较高能量的主要模态,并进行模态重构,发现这些模态均含有一定空泡运动特征,与流场中回射流与伴生涡结构相关,空泡的主要演变频率与涡脱落频率一致。通过动力学模态分解方法能获得快速傅里叶变换等常规方法难以捕捉到的特征频率,并能通过对应模态提取其演变特征。模态分析发现,在攻角与来流速度不变的情况下,保证雷诺数不变,通过更改出口压强改变空化数的大小,发现空泡演变基频随空化数增大而减小。而当攻角改变时,空泡演变频率随着攻角增大先减小后增大。本文使用的基于相似变换与奇异值分解的动力学模态分解算法能将流场数据分解得到模态及其对应特征值,并通过特定模态选取原则,筛选得到主要模态。发现在处理非定常性较强的流场时,需要选择合适时空范围的数据。此外,还发现分解模态数量越多,流场还原越准确,但各种特征也更容易被分解并分散在不同模态中,使单个模态中的物理联系被弱化。