蛙人水中推进器(Diver Propulsion Vehicle,以下简称DPV)是一种搭载蛙人潜水员在水下高速航行的小型推进载具。潜水员能够抓握或骑在DPV之上,通过操作螺旋桨旋转进行高速水下航行。传统数值模拟方法将潜水员与DPV看做一个相对固定的刚体,来对整体的快速性进行预报。但实际情况是,DPV在斜航、转向、变速航行时人体会产主动或被动的动作变化,是复杂的动态过程,其对DPV的快速性及航向稳定性有着巨大的影响。相对的,DPV外形及螺旋桨布置对航行时人体姿态同样有着影响:速度过快的DPV存在尾流砰击人体腹部、或导致人体面部压力过大等问题。本文通过分析现有的DPV相关装备,建立了一种考虑刚体动力学和流体力学的动态潜水员-DPV多体耦合模型,并通过STAR CCM+软件,运用重叠网格和DFBI六自由度体模型运动方法,进行潜水员驾驶DPV水下航行过程的数值模拟。CFD部分首先进行了7种直线航行工况,分析在不同航速下人体姿态变化引起的流场扰动势成分,及与DPV快速性的关系,进而确定航行性能最优的人体驾驶姿态。之后进行了 9个斜航运动工况,验证不同操控斜航运动方法的效率及其对人体姿态、水平方向快速性的。最后通过数值模拟来验证DPV外形及其对人体抵御来流冲击的影响。实验部分,设计了全尺寸的DPV自航模型,并通过潜水员驾驶进行水池实验。通过将潜水员、推进器取若干的图像捕捉特征点,通过高速相机捕捉其每一帧的相对位置,并经过图像处理形成杆模型,记录其杆角度与人体姿态变化过程,通过深度计记录垂直方向位移,通过对比验证了直线航行数值模拟结果的合理性。