随着对海洋开发利用不断向深远海发展,对海洋空间权利维护日益重要,水下机器人发挥着越来越关键的作用。无动力运载器作为一种特殊的水下机器人,具有将内部有效载荷与海洋环境隔绝的特点,采用无动力上浮方式将深海载荷从海底运送到水面,同时也可以满足部分有效载荷对运载器出水速度以及姿态的要求,因此被广泛应用于海底资源勘测与开采、水下潜射导弹以及潜射无人机等领域。无动力上浮运动过程以及出水过程水动力特性研究是深海运载器无动力上浮以及发射技术研究的核心,研究内容包括运载器水下无动力上浮运动轨迹、水动力特性、流体动力现象和产生机理等方面;研究目的是获得上浮过程中运载器的外力分布和出水后的姿态参数,为运载器的受力分析、载荷计算和强度校核、姿态设计等提供输入条件。本文从运载器外形优化设计、运载器无动力上浮数值计算方法、运载器无动力上浮试验验证、运载器无动力上浮过程的动态模拟以及外部环境扰动对运载器无动力上浮影响等方面对深海运载器无动力上浮水动力特性进行深入研究,主要研究内容如下:（1）通过Box-Behnken试验设计、响应面近似模型以及多种优化算法优化求解的运载器外形优化设计方法,以阻力系数最小为目标完成了运载器的外形优化。（2）对运载器无动力上浮过程中的受力进行分析,建立运载器无动力上浮过程中稳定状态的运动模型,确定影响上浮参数的主要因素以及关键的水动力无因次系数,使用CFD方法进行拖曳水池数值模拟试验,得到升力系数以及俯仰力矩系数分别随舵角和攻角变化的曲线,通过多项式拟合得到各个关键的水动力无因次系数,并建立运载器大攻角无动力上浮时的平衡状态方程。（3）为动态模拟运载器无动力上浮过程,提出一套基于STAR-CCM+重叠网格技术、DFBI以及VOF波模型的数值计算方法,并分别通过REMUS 100模型的试验数据以及缩比模型水池试验对数值计算方法进行了计算精度的验证。（4）使用CFD方法对运载器无动力上浮过程进行动态模拟,研究了质浮心位置、净浮力、舵角以及初始释放速度对运载器倾斜爬升式上浮参数的影响以及质浮心位置、舵角、海流对运载器空间回转式上浮参数的影响。（5）通过分析平面进行波流体质点的运动轨迹,提出运载器出水所受波浪作用力的“圆周判据”,分别从波浪相位、波浪传播方向、海况等级和波长四个方面研究了波浪对运载器出水姿态的影响,并研究了海流大小和方向对上浮参数的影响。