本文通过数值计算方法研究了带自由面的舰船绕流场以及球首流噪声,为判断舰船声呐导流罩的型线性能提供了一套工程预研途径。选定的ITTC船模具有典型的军舰外形,依次对其进行三维建模、流域选定、网格划分、定解设置、物理模型和数学算法选取、迭代计算以及流场声场后处理。采用纯六面体结构化网格,对舰船外形的典型复杂区域重点使用Ogrid拓扑算法。将船表曲面近似为平板来进行边界层网格的计算,并采用正交算法来检验网格质量。比较数值结果和实验数据,总阻力、摩擦阻力和压差阻力的计算精度都能达到2%以内,船侧波形在幅值和变化趋势上都精确吻合,全船静压与全流域波高的数值结果合理。本文还研究了边界湍流参数对阻力的影响并讨论了参数的合理设置方法,比较了两种典型的高级湍流模型的阻力计算结果,提出了自己对数值计算中某些关键问题的思考与看法。考虑自由面影响,对声呐导流罩的表面声功率、湍动能与湍流强度进行了计算,得到的声源分布性质符合相关的实验现象,对声呐的安装及声压信号的处理提出了建议。此外,计算了不同航速下的声源强度变化,得到了合理的结果。本文在水面舰船流场及声场的数值计算过程中,得到了一些有价值的结论并使用了一些具有创新意义的方法,为相关领域的工程师提供了借鉴和参考。