超空泡能减小水下航行体的湿面积从而降低航行体的阻力提高航行体的运动速度因而受到各国学者的广泛关注。空泡的形态和演化机理与水下超空泡航行体的水动力特性有极强的关联性,通气参数,环境扰动以及航行体的攻角都会对空泡演化产生影响,同时空泡演化的非定常流动会产生复杂的流噪声,影响水下超空泡航行体声自导能力以及隐蔽性,因而对空泡流场的演化及流噪声特性都是亟须研究的科学问题。本文采用数值模拟的方法,结合理论分析进行了水下超空泡航行体多相流演化及流致噪声特性研究,其主要内容如下:首先,使用Realizable two-layer k-ε?湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,在考虑周期性扰流的影响的情况下,模拟研究了通气超空泡的水动力特性。通过与现有的实验数据和扰流波速的解析解进行比较,验证了数值方法的有效性。结果表明,扰流的存在影响了超空泡的封闭方式和脱落周期。与没有扰流时相比,扰流导致超空泡脱落和压力脉动的频率增加,并且脱落周期与扰流的频率密切相关。同时,扰流对超空泡内的空化数分布起着重要的作用,空泡内空化数随扰流作用发生周期内的分布变化。此外,研究了各种振幅的扰流对空化器水动力性能的影响,随着扰流波幅值的增加,超空泡的脉动变得更加强烈,此外,通气超空泡的的大小尺寸,升力和阻力与内部波的振幅密切相关。其次,基于大涡模拟（LES）方法并结合Fwowcs Williams-Hawkings（FW-H）方法,计算了无调制和调制通气的超空泡多相流,比较并分析了调制通气对超空泡脱落特性,涡结构特性和超空泡流噪声特性的影响。调制通气可以改变通气超空泡的脱落时间,并可以改善其升力和阻力性能。同时,还可以促进发卡旋涡的形成,使发卡涡变大,并使旋涡结构周期性地演化。此外,尽管调制的通气空化会增强通气口附近的压力脉动,并增加通气空化的自噪声。但是它对远场噪声的影响很小,并且对改善远场的湍流有一定的作用,使远场辐射噪声的总声压级降低。另外,若对尾部闭合为回射流的通气超空泡进行适当的通气调制,可以使得超空泡尾部闭合模式由回射流变为双涡管,同时通气超空泡长度有所增加,阻力系数降低,空泡尾部的涡结构减小且空泡脱落的非定常性降低。同时由于调制通气对超空泡尾部涡结构特性的改善,其辐射噪声较无调制时减小,远场的超空泡航行体流噪声性能有所改善。最后,使用分离涡模拟（DES）方法结合FW-H方法计算了高速水下超空泡航行体的水动力特性和流噪声特性。比较分析了高速运动时自然空化超空泡与通气空化超空泡的水动力特性差异,并研究了高速超空泡水下航行体攻角的改变对航行体水动力特性以及噪声特性的影响,攻角的存在会使得通入的气体沿着空泡上表面向后运动,分离出涡管形成闭合,使得尾部的空泡出现中间凹陷,并随攻角增大形成两个涡管向后泄气,有攻角时流噪声的进场和辐射噪声的总声压级较无攻角时明显增加。