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海洋资源的开发和利用对潜水器的操纵性提出了更高的要求,因此有必要对潜水器的水动力导数的数值预报方法进行研究。由于SUBOFF潜艇的试验数据最为全面,已成为验证数值方法的标准算例,所以本文采用FLUENT软件对SUBOFF潜艇操纵运动进行数值方法研究。首先,本文对SUBOFF潜艇进行了直航试验的数值模拟。通过对SUBOFF裸艇体直航试验的数值模拟,研究了流场介质和温度对计算结果的影响,计算结果表明,温度每升高3摄氏度,计算结果约减小1%;相同温度下,以海水为介质比淡水为介质的计算结果约大3%。因此,选择与试验条件下相同的温度的介质是计算可靠的重要一环。通过对SUBOFF裸艇和全附体进行直航试验的数值模拟,分析了Standardκ-ω和RNGκ-ω湍流模型的适用性。从数值计算结果与试验结果对比来看:Standardκ-ω比RNGκ-ω模型更适合裸艇直航试验的数值模拟;RNGκ-ω比Standardκ-ω模型更适合SUBOFF全附体直航试验的数值模拟。湍流模型适用性的结论对斜航试验的数值模拟具有指导意义。通过直航试验的数值模拟,验证了网格及数值方法的可靠性,为斜航试验和旋臂试验的数值模拟打下了很好的基础。其次,本文对SUBOFF潜艇的斜航试验进行了数值模拟。通过对SUBOFF裸艇斜航试验的数值模拟,分析了Standardκ-ω和RNGκ-ω湍流模型对航速为4.5kn和6.5kn的数值计算结果,通过与试验结果的对比表明,对航速为4.5kn时的数值模拟结果比航速为6.5kn更接近试验值;用Standardκ-ω湍流模型模拟裸艇体斜航试验比RNGκ-ω湍流模型更加准确,验证了直航试验湍流模型适用性的结论;在航速为4.5kn时,采用Standard湍流模型模拟裸艇斜航试验的误差为在8%以内,能较好的满足工程预报的要求。采用RNGκ-ω湍流模型,航速为4.5kn进行了B.H. + Sail和B.H. + 4 Planes这两种情况的斜航试验数值模拟。对不同漂角斜航时所受的阻力、横向力和转首力矩进行了预报。与试验的对比结果表明:对B.H. + Sail斜航试验的数值计算误差在8%以内,能较好的满足工程预报的要求; B.H. + 4 Planes斜航试验的数值计算误差在11%以内,满足工程预报的要求。随后,本文通过旋转坐标系方法(SRF)对裸艇旋臂试验进行了数值模拟,计算结果表明,转首力矩的旋转导数与试验值的误差为52.5%,工程预报精度较低。最后,本文以结构化网格为基础,采用基于UDF的添加动量源项法完成了潜艇旋臂试验的数值模拟。预报了不同角速度下的粘性力和力矩。与试验结果的对比表明,裸艇和带附体情况的数值计算误差在9%以内,满足工程预报的要求。