循环水槽是通过水泵提供动力促使水流循环流动的水动力试验设施,在海洋工程、船舶科学等领域的水动力实验中得到了广泛的应用。当前循环水槽的研究主要集中在通过优化收缩部分边界的曲线函数、蜂窝器结构类型以及导流片形状等水槽局部来获得更好的试验段部分速度均匀性,但对三维循环水槽整体模拟及水槽管道内噪声的研究甚少。为了提高实验区域水流均匀性和低噪声的环境,研究三维循环水槽全池模拟、整流及循环水槽管道内部辐射噪声问题具有重要的意义。本文首先分别验证了二维及三维循环水槽网格收敛性,分别在二维、三维计算域研究了机翼直边剖面型导流片和机翼剖面型导流片、双三次曲线收缩段和维氏曲线收缩段对流场水流均匀性的影响,模拟结果都表明机翼直边剖面型导流片、双三次曲线收缩段对流场水流均匀性效果更好;选择最优导流片、收缩段构建循环水槽二维整体模型,对比有无蜂窝器对水槽实验段水流均匀性的影响,结果显示加入蜂窝器可以提高实验段水流均匀度度。对蜂窝器三维结构仿真模拟,测定蜂窝器属性参数。接下来本文通过使用三维局部模拟结果建立三维水槽全池模型,用速度入口、压力出口边界条件对水槽全池有无蜂窝器及蜂窝器位置进行仿真模拟,结果表明蜂窝器太过靠近导流片会造成局部水流拥堵,加入蜂窝器不但可以提高水槽实验段水流均匀度还能改善水流偏流现象;将水槽四面扩散优化为三面扩散,第一、二拐角处的方形直管道优化为扩散段,可以消除管道水流偏流现象;使用风扇动量源为封闭三维水槽提供动力,模拟结果表明加入风扇后第三、四拐角之间的方形管道出现紊流,透声窗区域的水流均匀度有所降低,考虑在水槽加入十字隔板贯穿整个方形管道,模拟结果显示管道内水流紊乱程度有所减弱,透声窗区域水流均匀度极大提高,满足设计要求。通过用速度入口、压力出口边界条件对三面扩散循环水槽实验段噪声进行模拟,结果表明加入十字隔板,可以有效降低实验段噪声声压级。