当高速射弹在液体中运动,弹体周围压力低于饱和蒸气压时,弹体周围就会被汽化产生的蒸气包裹减小弹体与液体的沾湿面积,从而极大地降低航行的阻力即为超空泡现象。超空泡理论在水下航行体减阻,使水下航行体获得高速运动中具有非常重要的应用。超空泡流动现象也是一种比较复杂的流动现象,而高速射弹入水过程中的超空泡流动更是一种极其复杂的流动现象。以往对超空泡的研究主要是基于实验研究的方法,然而由于超空泡流动具有高速,复杂,多变等特点,实验研究存在一定的局限性;近年来,由于计算机仿真技术的发展,使得运用数值模拟的方法对超空泡的研究更为便捷,可一定程度补充和拓展实验的内容。本文使用CFD软件并选择VOF多相流模型,模拟了高速射弹入水过程。以直径为6mm、长径比为12的圆柱体为射弹模型,分别计算了平头、圆头和尖头圆柱体射弹以100m/s速度入水的超空泡流场。将入水超空泡形状的模拟计算结果,与Logvinovich半经验公式的结果进行对比发现:弹体前半部分的空泡形状相互吻合,但后部空泡形状尺寸大于半经验公式的结果,这可能是因为入水空泡会夹带空气进入的缘故。另外,对3种头型射弹超空泡的相图作了对比分析,发现:尖头射弹产生的超空泡中夹杂的空气量最多,而平头射弹的次之,圆头射弹产生的超空泡中夹杂的空气量最少;圆头射弹产生的超空泡中夹杂的空气体积分数最大,而尖头射弹的次之,平头射弹产生的超空泡中夹杂的空气体积分数最小。针对圆头圆柱体射弹,还计算了500m/s、900m/s和1500m/s入水速度下的超空泡流场,并进行了相关对比分析。此外,还分析了头型对最大压力的影响,入水速度对最大压力的影响;头型对最大速度的影响,入水速度对最大速度的影响;头型对压力系数的影响,入水速度对压力系数的影响;头型对表面摩擦系数的影响,入水速度对表面摩擦系数的影响;头型对涡量的影响,入水速度对涡量的影响;马赫数对等压线分布的影响;得出了一系列的结论。而且针对海军工程大学侯健教授所用实验弹体模型,使用静网格技术对射弹水平入水的过程进行了数值模拟,并分析了产生空泡中空气携带的一些问题。