跨介质运动是当前武器研发领域的热点问题,近水面滑跳作为跨介质运动的典型运动类型之一,被广泛应用于军事工程以及航空航天工程领域,如近水面跨介质武器、航天探测器返回和水上飞机迫降等。近水面滑跳运动是指运动体以一定速度和倾角撞击液面,触水后在水动力作用下离开气水界面的多自由度运动,是一个涉及瞬时介质突变和复杂运动响应,以及固、液、气三相耦合的复杂多相流动问题。与传统运动体入水多相流动特性相比,近水面滑跳运动过程中的空泡形态演化、流场结构、水动力特性和运动体的运动特性等均发生质的变化。本文以圆盘为研究对象,采用实验、理论和数值模拟相结合的方法对近水面滑跳运动的多相流动特性开展了深入研究。为保证圆盘近水面滑跳运动过程的姿态稳定性,圆盘往往具有一定的初始自旋速度,这使得流场结构以及圆盘的运动特性更为复杂。因此,本研究具有极高的工程价值和理论意义。主要研究内容和成果如下:基于高速摄像技术,开展了无自旋圆盘近水面滑跳运动多相流动特性的实验研究。分析了不同初始运动条件下的空泡形态演化,获得了空泡壁面的变形状态和两种典型的空泡类型,发现了较小的初始倾角更有利于圆盘发生近水面滑跳。基于数值模拟方法,研究了初始入水角对圆盘流体动力特性的影响,得到了初始入水角对无自旋圆盘近水面滑跳过程中水动力和运动特性的影响规律。综合考虑触水阶段水介质作用于圆盘的入水冲击力和滑水力,建立了倾角恒定条件下圆盘近水面滑跳运动的动力学模型,并通过将仿真计算结果以及与实验结果进行对比证实了动力学模型的适用性。基于大涡模拟和重叠网格技术建立了自旋圆盘近水面滑跳运动的数值模拟方法,开展了自旋圆盘六自由度近水面滑跳运动多相流动特性研究,揭示了空泡演化过程的流场结构和流动机理。发现了自旋速度会破坏上下游空泡形态、流场结构以及圆盘底部压力分布的左右对称性,揭示了初始倾角和自旋速度对空泡和流场演化特性的影响机理。阐明了初始运动参数对空泡尺寸和非对称性的影响规律,发现了初始倾角较小的低自旋速度圆盘触水过程的速度场和空泡具有较好的对称性。确定了影响圆盘底部压力分布非对称性的三个主要因素:自旋速度、侧翻角以及侧翻角速度。获得了自旋圆盘近水面滑跳运动过程中的垂向和侧向水动力随初始运动参数的变化规律,并根据垂向水动力的演化对触水阶段进行了划分。阐明了侧向正压力与侧向剪切力随初始运动参数的变化规律,发现了侧向正压力对运动过程中侧向偏移量的影响较大。开展了自旋圆盘近水面滑跳过程的运动特性研究,获得了初始运动参数对圆盘姿态角演化以及平移运动特性的影响规律。阐明了倾角和侧翻角波动比例和频率随初始运动参数的变化规律,确定了倾角最大波动比例与触水过程冲击阶段次数的关系。基于动计算域方法下自旋圆盘连续近水面滑跳运动的计算结果,获得了圆盘触水之后纵平面内五种典型的运动响应类型。建立了基于初始运动参数预测圆盘最大浸水深度的经验公式。阐明了初始运动参数对圆盘运动过程中侧向偏移量的影响规律和机理。依据不同的触水倾角和攻角参数区间,建立了侧向偏移量变化的稳定区间和线性区间。给出了近水面滑跳运动过程中能量损失比例随初始运动参数的变化规律,对圆盘近水面滑跳运动的倾角进行了优化。通过分析碰撞时间内圆盘的位移和受到的水动力,建立了能量损失比例与初始运动参数之间的经验公式,实现了对圆盘近水面滑跳运动过程中能量损失比例的预测。