流体机械发生空化时,必然诱发随机剥蚀、振动和剧烈噪声等不稳定现象。本文以二维水翼、单列叶栅和三维水翼为研究对象,进行了空化流动数值模拟计算,揭示了其空化发展、演变的原因及规律,获取了空化演变过程中水翼升、阻力系数随时间的变化规律,并对不同对象间的变化规律进行了分析对比,最后对其空化噪声特性进行了探索性研究。　　水翼空化的非定常过程包括空化初生、发展、断裂、脱落、破灭,呈现出明显的脉动性和周期性,而且水翼的升、阻力系数也表现出周期性的非定常特性,通过频谱分析,得出其空泡的脱落频率。二维水翼模拟计算表明,翼型空化区域尾部的反向射流是诱发翼型表面局部区域压力升高,致使空泡发生断裂、脱落的主要原因;水翼吸力面的压力波动是引起噪声和升力损失的主要原因;而且噪声信号的模拟测量必须选择合理的测量范围与时间步长,防止模拟结果失真。　　栅中水翼与单个水翼的空化现象基本相同,但栅中水翼受到栅中其它水翼的干涉,升、阻力系数波动的幅值有所减小,而且空化云的脱落速度变慢;声特征信号受叶栅影响较大,其相互叠加、抵消、干涉,增加了模拟测量的难度。　　三维水翼与二维水翼的空化现象既有类似又有区别,都经历了初生、发展、断裂、脱落、破灭周期性的脉动过程。二维水翼模拟计算中,翼型空化区域尾部的反向射流是诱发翼型表面局部区域压力升高,致使空泡发生断裂、脱落的主要原因。而三维水翼模拟计算中,不仅翼型空化区域尾部的反向射流对空泡的断裂、脱落起重要作用,而且侧向射流也对这一过程进行了加强,在它们的共同作用下,使脱落的空化云类似字母U。三维水翼升、阻力系数波动的幅值大大减小,空化云的脱落速度明显变慢,声功率谱密度的峰值分布位置向后移动。