潜艇、鱼雷等水下航行器作为世界各国的作战武器装备,一直受到各方面的高度重视。在新的国际形势下,人们对于高速性能和隐身性能提出了更高的要求,希望水下航行器工作时阻力和噪声都可以得到降低。因此,具有减阻和降噪特性的蒙皮研究成为了热点。本文以多层蒙皮结构为研究对象,分析了蒙皮对于减阻降噪的必要性和可行性,设计了一种具有减阻降噪性能的蒙皮结构,并从流体减阻降噪和声学性能方面进行了研究。本文主要进行了以下几个方面的工作:首先,根据蒙皮的工作特点和原理,确定了三层蒙皮结构的总体方案,并根据各层的功能要求进行了详细的结构设计。蒙皮主要由表皮层、吸声层和隔声层组成,可以有效地降低脉动压力,抑制湍流的猝发现象,实现对阻力和噪声的有效控制。其次,基于双向流固耦合方法,应用Fluent软件模拟蒙皮周围的湍流场,求解了蒙皮的周向和纵向脉动压力分布。通过对不同工况下减阻率、壁面变形和剪切应力等减阻指标的仿真分析,探究蒙皮的减阻特性及其内在机理。所设计的蒙皮具有较好的减阻特性,其机理主要是柔性表层对湍流具有衰减作用。然后,基于FW-H方程和边界元法,应用Fluent和LMS Virtual.Lab软件模拟蒙皮周围的声场情况,求解了蒙皮产生流噪声和流激噪声的声场分布,得到声场云图及其各方向的变化规律等参数。通过对不同工况下蒙皮的降噪特性进行仿真分析,探索蒙皮的降噪特性及其内在机理。蒙皮抑制了湍流场中涡的生长,降低了流噪声的产生,同时也降低了壳体表面的振动,进而抑制了流激噪声的产生。最后,基于波导有限元-传递矩阵法建立蒙皮的声学特性模型,应用COMSOL软件模拟了蒙皮的声学特性模型,进行了模型的互相验证,并以吸声性能为指标进行了仿真分析,对圆柱空腔、圆台空腔、各材料参数等对声学特性的影响规律进行了仿真研究,显示出蒙皮对于低频吸声和宽频吸声方面均有较好的改善效果。本文设计了一种新型多层蒙皮结构,对其减阻、降噪和声学特性进行了研究分析,显示出其不仅仅具有较好的声学性能,还可以实现较大范围内的减阻降噪,可为今后水下航行器蒙皮的研究工作提供参考。