拖曳体是目前广泛应用的水下探测的一种作业平台,导管螺旋桨、迫沉水翼等常常作为其主要的轨迹与姿态控制机构。在对拖曳体水下操纵过程中,这些控制机构与水下拖曳体主体之间的相互作用,使得其周围流场发生复杂变化。当下学者在研究水下拖曳体其主体与各部件之间相互影响的水动力耦合关系领域上,尚有诸多课题值得深入探索。通过CFD等手段,对多种控制机构操纵下拖曳体的水动力特性进行准确有效的数值模拟,对研发设计出性能优良的新型轨迹控制水下拖曳体具有重要的工程意义。本学位论文的重点工作是以本课题组研发的立式翼型主体水下拖曳体为对象,在STAR-CCM+平台上,运用不同的数值技术方法对该拖曳体在四种典型作业状态下的水动力特性开展研究:首先,运用重叠网格技术模拟了导管螺旋桨不旋转状态下,“迫沉襟翼+固定水平翼”式拖曳体其迫沉襟翼在30°角范围内以正弦规律摆动下迫沉水翼及拖曳体的水动力特性;其次,通过对照独立可控攻角迫沉水翼式拖曳体,其迫沉水翼在30°角范围内以正弦规律摆动的流场特性,进一步分析说明了固定水平翼的设置为拖曳体深度操纵控制达到了省力节能的效果;随后,运用重叠嵌套滑移网格技术,开展了对迫沉襟翼固定水平不动、转艏操纵导管螺旋桨以一定的转速交替周期变化下,拖曳体做周期性转艏运动时的流场特性研究;最后,以单维度上的运动为对照组,采用“整体重叠嵌套局部重叠+局部滑移”的网格技术,模拟迫沉襟翼在30°角范围内作正弦规律摆动且左右两侧导管螺旋桨以一定转速交替转动下,拖曳体升沉耦合转艏运动的水动力特性,通过力学规律特性对比得出迫沉襟翼、转艏操纵导管螺旋桨等控制机构的操纵动作对拖曳体系统整体流场特性的影响。本文的研究结果表明:（1）拖曳体各主要组成部分的动力学响应周期是由控制机构所发出的操纵力所诱导,它们的力学模态变化周期一致;（2）“迫沉襟翼+固定水平翼”组合翼所构成的控制机构的深度控制效果优于独立可控攻角迫沉水翼;（3）采用“整体重叠嵌套局部重叠+局部滑移”的网格技术可以对拖曳体在多种控制机构的联合操纵作业的动力学状态进行高效、实用的数值模拟;（4）在多种控制机构操纵的升沉耦合转艏运动下,拖曳体能实现在水平面更大范围的活动,但其所能到达的深度范围是有限的。本文所采用的数值计算手段,较好地解决了数值模拟中迫沉襟翼、独立可控攻角迫沉水翼、转艏操纵导管螺旋桨与拖曳体主体之间相互作用下的复杂流场信息数据交换难题,为分析“拖曳体主体+迫沉水翼+导管螺旋桨”复合控制机构式水下拖曳体耦合运动下主体与各控制机构相互影响的水动力学关系提出了一种可操作的解决方案。