相较于在空气或者水等单相流体中航行的常规运动体,表面附着气泡的运动体往往具有阻力小、能耗低、航程远等诸多优点,在水下武器系统的开发中有着良好的发展前景。这类运动体的近壁面两相流动中由于存在着气泡生成、发展和溃灭等不稳定现象,会给其性能带来一系列的影响。在此背景下,本文采用数值计算的方法研究运动体近壁面流动空化和沸腾等典型的两相流动特性,并将热力学中的流动熵产与运动体阻力联系在一起,试图用熵产来评估两相流动中运动体的阻力,为两相流动阻力预测探索一种新的思路。首先,详细地介绍了国内外空化减阻、沸腾减阻的研究现状,同时针对本文基于熵产的两相流减阻研究的需要,分别介绍了空化模型、蒸发-冷凝模型以及熵产计算模型。在此基础上,对几种典型运动体进行了几何建模和网格划分,通过网格独立性分析对计算模型进行了确认,并将计算的结果与文献结果进行比较进而实现对计算模型的验证。对于空化减阻问题,除了与文献结果进行比较,还利用现有的实验条件开展超空泡射弹实验,将实验得到的空泡形态与数值模拟的结果进行比较分析,进一步验证本文空化模型的合理性。随后,对水下运动体空化流动特性进行了计算。计算取空化数的范围为σ≥0.04,根据计算结果可以划分为超空化区(0.04≤σ≤0.22)、局部空化区(0.22≤σ≤1.37)和非空化区(σ≥1.37)。在超空化区,绘制出总阻力、空泡相对长度和相对直径随空化数的变化曲线图,并将计算的结果与Savchenko的实验值进行了对比,进一步验证了计算模型的合理性。三个区域的计算结果表明:在超空化区,总阻力系数与空化数几乎成线性关系,空泡的相对长度和相对直径随空化数的减小而增大;空泡的产生对摩擦阻力影响很大,摩擦阻力在非空化区随着空化数的减小而增大、在局部空化区则先增大后减小、在超空化区随空化数的减小而增大;三个区域的总阻力与流动熵产呈分段线性关系;流动熵产主要集中在汽液交界面上,有一半集中在空泡头部,其次空泡尾部居多;涡的存在对流动熵产影响较大,熵产集中的区域空泡头部和尾部皆有涡的存在。最后,针对圆柱体和球体进行了沸腾减阻计算研究。选取水温为98℃,运动体温度依次为98℃、125℃、150℃和175℃作为温度边界条件。在运动体温度为98℃时流动为单相流动,而在125℃、150℃和175℃时出现两相流动。计算结果表明:运动体的总阻力、摩擦阻力、压差阻力随着温度的升高而降低,其中压差阻力占总阻力的比值在90%以上;摩擦阻力受温度影响很大,结合牛顿摩擦定律,可以很好地从粘度系数和速度梯度解释摩擦阻力变化的原因;温差熵产与运动体的总阻力无明显的联系,但是总阻力与流动熵产成线性关系,这种关系在运动体处于不同温度和不同攻角下依然成立。