在海洋不同深度处,由于温度和盐度的差异导致了密度的差异,进而在一定深度上存在着密度梯度变化的密跃层。当潜艇等水下航行体在海洋中航行时,艇体及其尾流的扰动会使海水微团偏离其平衡位置进而形成内波。内波诱导的流场会改变海洋背景流动的性质,使得对水下航行体的踪迹进行非声探测成为可能。因此,水下航行体内波的研究,对非声反潜具有重要的学术意义和潜在的军事应用价值。在总结了水下航行体内波国内外研究现状的基础上,本论文采用实验室实验和理论研究的方法,针对水下航行体内波的生成机理及其表现特征等问题进行了研究,具体内容如下。在第二章中,研制了密度分层流体中水下潜器的自航模技术,结合双线拖曳方法,建立了航行体生成内波的实验室模拟方法;采用沿水槽横向及纵向整体布置电导率探头的方法,发展了水下航行体内波相关速度及其时历变化特性的测试方法;采用奇偶函数分解方法,提出了水下航行体内波对称和反对称成分特性的分析方法。在第三章中,开展了潜深和长径比对拖曳潜体生成内波特性影响规律系列实验,研究表明:体积效应和尾迹效应内波临界Froude数Fr_c与物体潜深无关,但随物体长径比线性增大,并获得了转捩后尾迹效应内波相关速度Froude数Fr_iw的变化规律;对体积效应内波,其波幅随Froude数Fr先增大然后在某个Froude数Fr_p后减小,Fr_p与物体潜深无关,但随物体长径比线性增大;对尾迹效应内波,其波幅随Froude数Fr增大而线性增大,而且该线性关系的斜率与物体长径比无关,但与物体潜深满足指数衰减关系。研究进一步表明,轴对称回转体生成的体积效应内波关于其中纵剖面是对称的,但尾迹效应内波关于其中纵剖面是不对称的,因此现有文献对尾迹效应内波关于物体中纵剖面对称的处理方法是不全面的。在第四章中,对体积效应内波采用一类轴对称等效质量源模拟其激发源,而对尾迹效应内波提出了一种采用奇偶源组合的等效质量源模拟其激发源的方法,进而建立了计算两类内波垂向位移场的一种简化理论模型,并发展了该理论模型的一种快速计算方法。在此基础上,以本文系列实验结果为依据,提出了两类等效质量源移动速度及其相关几何参数的确定方法,并将系列计算结果与相应实验结果进行了比较分析。研究表明,利用所建立的理论模型计算获得的内波波幅、波形结构和波系分布等计算结果,均与实验结果符合良好。在第五章中,研制了基于密度分层水槽的水下潜器自航实验系统,开展了全附体自推进体模型在定常自航和拖曳运动下激发内波时空特性系列实验。研究表明:在两种运动方式下,在体积效应和尾迹效应内波之间均存在一个临界转捩Froude数Fr_c,但拖曳方式下的Fr_c要大于定常自航方式下Fr_c,表明推进器效应会使体积效应内波衰减更快;当Fr<Fr_c时,两种运动方式下正对称的体积效应内波为主控内波,而且定常自航体产生体积效应内波波幅要比拖曳情况大,表明推进器效应也会产生体积效应,并与艇体产生的体积效应形成正叠加效应。当Fr>Fr_c时,两种运动方式下尾迹效应内波的相关速度Froude数Fr_iw均在某个范围内变化,拖曳物体生成尾迹效应内波的波幅随Fr增大而增大,但定常自航物体生成尾迹效应内波的波幅不随Fr增大而增大,而是在某个较小范围内变化。