孔腔及凸体作为水下航行器表面的常见结构，其产生的涡流噪声对搭载在水下航行器上的声学仪器的信号精度有不容忽视的影响．根据水下航行器上搭载的声通讯调制解调器安装结构抽象出几何模型，即孔腔、凸体组合结构，采用LES—Lighthill等效声源法对该孔腔、凸体组合结构的流场及声场进行仿真，通过分析不同模型的流动机制及涡流噪声特性，指出了凸体高度对涡流噪声的影响．研究表明，凸体高度与孔腔深度相等时，产生的涡流噪声最小．研究成果为水下航行器声通讯安装结构的设计提供了依据．

利用统计能量分析理论建立了水下航行器实航与台架试验的振动相似律分析模型,分析了水下航行器实航振动级与全功率台架试验振动级之间的关系,给出了二者的振动相似性规律.

对水下航行器声学故障进行检测和分类研究。利用水下航行器在正常丁况下采集的声学信号建立正常样本基准数据库，对水下航行器实时采集到的声学信号进行扫描分析，把偏离一定基准阈值的信号判定为声学故障，并予以分离。由水下航行器声学故障的历史数据构建声学故障特征分类数据库，用KNN算法实现上述已分离出的声学故障信号的模式识别。设计一个水池试验验证了文中所提出方法的可行性。

摆盘发动机的振动是水下航行器噪声的主要来源.发动机的隔振设计以及在隔振条件下的振动特性成为研究关注的焦点.本文运用虚拟样机技术,建立了摆盘发动机在隔振条件下的三维模型.通过对发动机结构以及工作过程的模拟,对发动机主要部件进行了运动仿真分析.通过调整发动机的结构参数,研究了不同摆盘倾角时的部件受力与运动特性.通过调整发动机的隔振参数,研究了不同支承刚度时发动机的振动规律.研究结果对降低摆盘发动机的振动、提高发动机的机械效率具有参考意义.

水下航行器的应急安全装置是保证在紧急情况下使损失最小化的设备。研究自动、快速响应的应急安全装置。基于应急安全装置的性能要求,分析挠性接管、气动应急安全装置,提出了机械设计方案基于气动系统,在海水感应装置中采用水敏原件,增加挠性接管破损后海水的自动、快速感知传感设备;借助海水水压作用,辅助端面密封,提高密封效果。提出密封垫设计的优化技术既要将接触应力增大处的形变控制在最大压缩量范围内,使得塑性形变不致发生,也要将接触应力减小处的接触应力保持在所要求的最低接触应力之上。为挠性接管在大口径、高压通海管路中的安全应用提供了一种崭新思路。

由于基于流量的单变量控制涡轮发动机动力系统运行经济性较差,提出了基于喷嘴数开环控制和变量燃料泵流量闭环控制的方法,进而实现涡轮发动机的无级变速。闭环控制采用改进的自适应算法,使得双变量控制方法简单实用,适用于无级变速反舰兼反潜的重型水下航行器,提高了系统运行效率和平稳性。仿真结果表明,水下航行器涡轮机动力系统采用喷嘴数开环调节和变量燃料泵流量闭环调节的双变量方式,系统的压力波动和转速波动小,同时较采用单一流量调节的系统燃料秒耗量降低了28%,涡轮叶片前的温度也可降低约230 K。

为了适应水下航行器的多种用途,同时降低水下航行器的建造成本,提出了一种基于模块化设计技术进行水下航行器结构设计的方法。通过功能模块划分实现了水下航行器的模块化结构设计,使得水下航行器结构具有可重构性,进而达到通过模块重组以适应多用途的最终目的。

针对水下穿舱电缆的密封与电磁兼容性设计要求,分析了穿舱电缆密封结构的影响因素,采用卡尺测量法解决穿舱电缆密封可靠性与电磁兼容性较难同时满足的问题。通过实验验证了该方法的可行性,并提出了常见工况下,密封胶圈的压缩量控制在1.5±0.25 mm范围内,穿舱水密电缆的密封与电磁兼容性均能得到较好保证。

以小型水下航行器艉轴用机械密封为研究对象，提出了抛物线型流体静压型机械端面密封（PHS-MS）二维轴对称模型；兼顾流体粘度随压力和温度的变化，采用有限差分法对Reynolds方程、能量方程、热传导方程及其他控制方程组成的耦合数学模型进行了数值计算；在相同的几何与环境参数下，通过PHS-Ms与传统锥形（锥角卢）流体静压型机械端面密封（CHS-MS）密封性能对比，表明在同等开启力下，PHS-MS泄漏量更小，提高了小型水下航行器运行的安全性及航程；研究了几何参数对PHS-MS密封性能的影响规律，获得了最优几何参数。

以某水下航行器舵机液压伺服系统为研究对象，建立舵机液压系统的数学模型。针对实际工况，基于AMESim仿真软件，对该液压伺服系统的动态响应特性、抗干扰能力进行仿真分析。仿真结果表明该系统具有良好的动态响应特性和较好的抗干扰能力，对实际工程应用具有一定的指导意义。