射弹等水中兵器非正常发射的下落回收过程,飞行器返回舱的水上回收等,在入水过程中,均会受到巨大的冲击作用,可能会导致其结构受损,传感器等内部组织被破坏,入水弹道改变等等问题。航行体在下落入水回收过程中会发生一系列十分复杂的物理变化,其周围的流场对其运动过程有着强烈的影响,具有很强的非定常特性。因此,针对航行体以尾部向下姿态入水回收问题,研究入水过程中流体动力特性、入水空泡和流场结构的变化,对水中兵器的结构及运行工况优化设计,运载体的水上高效回收等具有重要意义。本文主要研究内容如下:建立了一套适用于航行体入水空泡流场的数值计算方法。基于N-S方程框架,对多相流模型及湍流模型进行了选取;以计算流体力学软件Fluent为平台,结合动网格技术,嵌入用户自定义函数,实现了航行体入水空泡流场的计算。以文献[55]中设计的球体入水实验为参照,进行数值计算并与实验结果对比,验证了计算方法的有效性。分析了航行体垂直入水过程中流体动力特性,入水空泡及流场结构的演变;并讨论入水速度和入水角度对流体动力特性和入水空泡的影响。结果表明:在流体动力特性方面,航行体垂直入水过程中阻力系数峰值随着入水速度的增加而增加,倾斜入水工况下阻力系数峰值随着入水角度的增加而增加。在空泡结构形态方面,随着速度的增加,空泡最大直径、空泡收缩速率及射流高度增加;空泡面闭合无量纲时间随弗劳德数变化基本一致,深闭合时,入水空泡夹断深度与入水深度的比值随弗劳德数变化基本一致;随着入水角度的增加,空泡与航行体表面切断趋势减缓,空泡半径和半径变化速率减小。