回转体高速入水过程涉及液体和固体的耦合作用,是一个复杂的非线性、非定常过程。回转体在高速入水瞬间受到极大的冲击载荷,结构可能发生较大变形甚至破坏。因此,在数值计算研究中有必要考虑流固耦合作用,分析结构的动响应特征。为了研究回转体高速入水过程中的结构动响应及流场演变规律,本文基于STAR-CCM+和ABAQUS仿真平台,通过VOF方法计算自由液面变化,采用SST k-w二方程模型求解湍流,使用Johnson-Cook模型作为弹性材料的本构关系,建立了回转体高速入水的双向流固耦合数值计算模型。本文首先进行了回转体垂直高速入水的流固耦合数值验算,得到的速度衰减曲线、入水位移曲线和空泡形态与试验结果对比具有较好的一致性,证明了双向流固耦合数值计算方法可以有效应用于高速入水问题的研究。随后,本文开展了回转体高速倾斜入水的流固耦合数值计算并与刚体入水情况进行了对比,发现流固耦合方法计算的入水冲击载荷峰值要小于刚体结果,弹性回转体的载荷曲线会产生明显波动。针对不同入水速度和头部结构的回转体,本文继续分析了高速入水过程中的流体动力特性、空泡演变规律、流场特征以及结构动响应特征。为探究入水回转体薄壳结构厚度与流场、载荷之间的关系,本文开展了回转体垂直高速入水流固耦合数值计算,进行了应力、应变、变形等方面的分析,为入水结构强度设计提供了依据。此外,波浪作为常见的海洋现象会增加入水的复杂程度,而目前入水冲击研究大多集中于静水情况,对波浪入水的研究较少。本文在验证了波浪模型有效性基础上,基于双向流固耦合方法开展了回转体波浪中倾斜高速入水的数值计算,同时考虑回转体入水位置的影响,分析了波浪入水过程中的流场特性和结构响应变化,进行了更接近现实情况的波浪条件下结构物高速入水研究。