流体砰击问题广泛存在于陆地运输、航空航天工程以及船舶与海洋工程等领域。当流体砰击发生时,自由液面往往会表现出不同的物理现象或者多种物理现象的组合,例如:破碎波和包裹气体等复杂现象。由于涉及裹气效应和水弹性等复杂因素,流体砰击弹性壁面问题是流体力学领域极具难度的研究课题之一。物理模型实验是研究流体砰击问题最可靠的研究方法。因此,本文搭建了弹性矩形液舱内流体砰击模型实验平台,设计了图像数据采集系统,实现了液舱内流体自由液面的无接触测量,并通过传感数据采集系统,得到了流体砰击压强及弹性侧壁的结构响应。裹气流体砰击弹性壁面的研究主要以流体的运动学特性、动力学特性以及弹性壁面的结构响应三个方面开展研究工作:包裹气腔对流体砰击过程中自由液面演化过程的影响;包裹气腔和不包裹气腔时砰击压强和结构响应的时空分布;包裹气腔对砰击压强脉冲的影响。研究结果表明:包裹气腔的存在改变了流体砰击模式,使流体砰击由直接砰击改变为间接砰击,且包裹气腔的存在改变了砰击点的位置;包裹气腔在流体砰击中起到了缓冲作用,因此,砰击压强和结构应力均有大幅度下降;包裹气腔在流体砰击过程中增加了砰击的持续时间,导致压强脉冲有明显的增大。基于Morlet连续小波变换,从砰击能量的角度出发,对砰击压强和结构响应的能量分布开展了研究,得到了砰击压强和结构响应的能量谱的时频分布规律。研究结果表明,砰击压强和结构响应的能量分布范围很广,其能量主要分布在高频上,表现出明显的脉冲特性;包裹气腔在流体砰击过程中起到了缓冲作用,砰击能量相较于不包裹气腔时的流体砰击有明显地降低。