现代大型高速喷水推进三体船具有三体船型优秀的阻力性能、横向稳定性、宽阔的甲板和喷水推进带来的优异操纵性能，是现代高性能船舶的研究热点。在当前节能减排和绿色船舶的发展趋势下，如何高效设计绿色节能性能优异的船型成为船舶设计者和研究者的重点课题。在当前国家建设海洋强国和交通强国的背景下，在走向深蓝和南海建设发展的战略下，持续围绕适用于复杂海洋环境，满足交通运输、海洋巡监、救捞、海洋资源保护与开发等不同功能需求的大型喷水推进三体船开展相关研究，具有重要的实际意义。本文立意于喷水推进三体船的高效设计、绿色节能和性能评估三大基本目标，具体从喷水推进三体船推力性能数值方法、船舶尾板-喷水推进-三体船相互作用的阻力特性和短峰波海况中喷水推进三体船水动力性能三个方面对喷水推进与三体船相互作用的水动力性能开展了深入研究，完成的主要研究工作如下:
　　1.在喷水推进流道喷泵区域应用体积力模型的压力跃变假设和流场叠加思想，根据喷水推进-船体系统整体受力平衡方程和喷水推进流道虚拟控制体的压头平衡方程，建立了以喷口速度比为目标参数的迭代方程，以此构建了通过求解船体受力和控制体进流面物理参数实现喷水推进推力快速迭代求解的数值模型。采用基于三维势流理论和边界层理论的混合方法，对喷口速度比迭代模型进行求解:基于Rankine源面元法求解船体兴波阻力时，在喷口处边界条件计及了喷速比影响。采用延长2.5％主船体长度，以避免流道面元与自由液面面元间的相互穿透引起的影响系数矩阵数值异常，并对延长主船体产生的阻力数值进行合理修正，以此建立了适用于带流道的喷水推进船舶兴波阻力数值求解模型;采用精细积分公式对进流面流量和边界层影响系数等进流面物理参数进行求解。以喷水推进三体船为对象，采用本文混合方法计算的三体船阻力和喷水推进推力相对误差分别小于3％和5％。通过开展标模验证、船型适用性和应用性研究，论证了方法兼顾精度、效率的特点和应用前景。
　　2.为提升喷水推进三体船阻力性能和纵向稳定性，开展船尾尾板对喷水推进三体船的节能减摇研究，研究尾板-喷水推进-三体船相互作用的阻力特性。通过建立尾板参数模型，数值模拟了设计航速下尾板对三体船裸船体和自航船体的节能减摇效应，研究表明所建尾板对裸船体和自航船体最佳减阻效果分别为-2.1％与-8.5％。从流场细节变化的角度研究分析了尾板节能机理，尾板延长了三体船主体“虚长度”，同时尾板的阻塞作用使船尾底部压力增大，艏艉压差减小，纵倾得到改善，船体兴波阻力降低。通过带尾板喷水推进三体船总阻力表达函数的一阶泰勒展开，建立了阻力变化定量分析模型，研究了姿态变化引起的全局效应、喷水推进局部效应、尾板局部效应和尾板-喷水推进耦合局部效应，分析了不同效应和阻力分量对附体节能减阻的贡献和作用机理，研究结果表明在具有最佳减阻效果的自航三体船模型中，耦合项局部效应是影响尾板对三体船自航船体减阻的主要贡献因素。
　　3.基于粘流CFD(Computational Fluid Dynamics)方法建立了短峰波数值水池和喷水推进三体船自由自航模数值模型。短峰波数值水池基于线性叠加波模型，采用双重叠加的能量分割法对三维方向波波谱进行处理生成成分波，并通过了理论波高程和模拟波面结果的验证，波高程监测点最小相对误差在5％以内。船舶自由自航数值模型包含多级坐标系系统、区域运动法、PID(Proportion Integration Differentiation)控制器、重叠网格六自由度运动等模型，并通过了标模验证和喷水推进三体船的自航模试验验证，两个验证模型的推进器转速和船体阻力误差均在4.4％以内。开展了短峰波中波况、航速、风况等影响因素对三体船失速、增阻和推进性能的直接评估数值模拟，研究分析了各影响因素对短峰波中喷水推进三体船直航性能的影响规律，验证了该数值模型的可行性和实用价值。
　　4.开展了喷水推进三体船自航模操纵性试验研究和操纵性数值模拟研究。采用MMG(Maneuvering Model Group)操纵性模型和直接数值模拟的自由自航数值模型开展了回转和Z形操纵性能研究，验证了两种数值方法预报操纵性能的可行性，两种数值方法对回转直径预报的平均相对误差分别为5.4％和9.5％。基于短峰波数值水池和直接数值模拟方法进行了短峰波中喷水推进三体船回转和Z形操纵性能的直接数值模拟，在主浪向为迎浪时，短峰波中三体船回转轨迹较静水中出现反向横向漂移，操纵性Z形第一超越角和最大横向偏移距离较静水中均减小。研究进一步拓展了所建立的粘流CFD短峰波数值水池模型和喷水推进三体船自由自航数值模型的实用研究范围，显示了粘流CFD直接数值模拟方法未来可替代自航模模型试验的潜力。