复杂壳体结构是水下航行体的重要结构形式,对其振动噪声进行准确的预报,对水下航行体结构特性评估和结构声学设计具有重要的意义。本文针对水下壳体结构的振动和噪声特性分析问题,研究虚拟质量法在水下结构振动和声学分析中的应用,开展了如下研究工作:首先,本文以箱式结构为例研究了建模参数设置对虚拟质量法的影响,并应用该方法计算分析了双层圆柱壳结构在外部流体存在和内外流体均存在两种情况下的湿模态和振动响应特性。在此基础上应用BEM法对其进行声辐射计算,同时应用FEM-BEM方法对结果进行对比验证。其次,本文基于大涡模拟湍流模型计算了指挥台围壳绕流流场信息,采用声学边界元法求解其流噪声声场,并讨论不同来流速度和线型下的流噪声特性。在此基础上,本文将指挥台围壳表面的脉动压力作为激励,求出结构的振动速度,从而求出流固耦合作用下指挥台围壳结构振动向外辐射的流激噪声。本文还详细讨论了不同来流速度、外壳厚度和线型下的流激噪声结果,并比较了围壳结构流噪声和流激噪声之间的关系。再次,本文建立尾部结构的有限元模型和流场计算模型,讨论其静止域与旋转域之间的连接方式,并基于LES湍流模型对其进行流场特性分析。在得到尾部结构表面脉动压力的结果之后,进行流噪声和流激噪声的计算研究。最后,对比尾部结构流噪声和流激噪声之间的关系。相对于传统材料来说复合材料具有很多的优势,所以其在水下壳体结构上的应用变得越来越广泛,对复杂壳体进行层合结构建模已经成为了一个重要的研究方向。本文首先针对圆柱壳结构讨论了层合结构材料参数和铺层方案与壳体振动响应之间的关系。在前面研究的基础上,进一步分析了由复合层合材料构造的水下壳体结构的振动声辐射和流激噪声特性,并与钢材料壳体结构的计算结果进行对比。