在水下垂直发射过程中,航行体处于气、汽、液三相流场环境下,同时还可能受到水锤冲击、空泡的溃灭、载体运动、以及海流等因素的干扰作用,周围流场复杂,力学环境恶劣。为了提高发射的成功率,必须深入研究航行体发射过程中的流体动力特性规律,进而改进其发射方式或弹体结构,以改善出筒过程、水下运动及出水过程的受力情况,降低航行体的结构破坏与弹道失稳风险。　　本文采用数值模拟与试验相结合的方法,系统研究了轴对称二维的沾湿、密封和气幕发射方式下航行体垂直发射过程的流体动力特性,具体内容如下:　　首先采用均质平衡流理论研究常规发射方式下水下航行体出筒过程中的空泡多相流形态及流体动力特性。建立了水下航行体垂直出筒过程的数值计算方法,并验证了其有效性和网格无关性,系统研究了水下航行体沾湿和密封两种常规发射方式下,出筒过程中空泡形态、流场结构和流体动力特性等随发射深度、速度和航行体头部线型等因素的变化规律。　　其次采用数值模拟与实验相结合的方法,对基于气体射流的水下气幕的生成与流场特性进行了深入研究。设计并研制了水下气幕试验装置,通过试验数据分析获得了水下气幕的生成和发展规律、气幕夹断点和气幕长度随马赫数等的变化关系等;分别采用商用软件数值模拟方法和基于独立膨胀原理的理论公式推导与求解两种方法研究了喷口参数、马赫数等对气幕形态的影响规律;最后对试验、理论和数值模拟得到的气幕流场规律进行了对比分析。　　再次在水下气幕生成及流场特性研究的基础之上，研究了一种新型水下航行体垂直发射方式——气幕发射方式。采用基于均质平衡流的VOF模型和标准k-ε湍流模型,对气幕发射方式下水下航行体出筒、水下运动及出水全过程的气幕多相流场及流体动力特性进行数值模拟研究。系统分析了马赫数、发射速度、发射筒高度及头型等对气幕发射方式下航行体的流体动力特性及气幕形态的影响规律。　　最后对比研究了沾湿、密封和气幕发射等不同发射方式对水下航行体出筒、水下运动和出水过程中的流体动力特性的影响规律,得到了气幕发射方式下航行体出筒、水下运动及出水全过程中受到的流体动力作用最小、波动也最小的结论。　　气幕发射方式是一种新型的水下航行体垂直发射方式。通过本文研究可知,利用气幕发射方式进行水下航行体发射,可以有效降低水下航行体发射过程中受到的流体动力,同时避免了常规发射方式下航行体出水过程中空泡溃灭产生的瞬时载荷对弹体结构的破坏。