航天返回舱砰击入水所引起的瞬间砰击力将导致返回舱舱体局部结构变形,严重情况下将在极短时间内造成结构整体失效甚至崩溃,这会对返回舱舱体以及舱内的宇航员产生较大的危害。因此对航天返回舱入水砰击载荷特性加以研究具有重要理论意义和工程应用价值。论文在较为全面回顾和总结国内外研究现状及其研究方法的基础上,基于计算流体动力学(Computaional Fluid Dynamics,简称CFD)技术对返回舱入水过程进行了数值研究。论文的具体工作和主要研究成果如下:(1)以商业流体计算软件ANSYS17.2为平台,结合有限体积法与动网格技术,采用速度边界造波法和阻尼消波技术,引入自由表面运动处理技术VOF法,建立了满足精度要求的数值波浪水池。(2)在返回舱入水砰击验证中,本文数值方法的计算结果与试验值吻合较好,验证了本文数值方法计算返回舱入水砰击的有效性。对比了相同条件下返回舱进入静水与波浪的砰击压力差别。返回舱在静水中的砰击压力极值大于在波浪中的砰击压力极值,但是在波浪中的砰击压力极值持续时间要大于在静水中。(3)针对返回舱砰击入水过程开展了三维数值模拟研究,主要研究返回舱的运动参数包括入水速度、质量、入水角和不同浪相对返回舱砰击压力值的影响。其中得到了各测量点的砰击压力随时间的变化规律,分析得到了返回舱的加速度、砰击压力极值与返回舱的初始运动参数的关系。在返回舱入水过程中,返回舱的速度和质量越大,其砰击压力越大。返回舱入水角度越小,砰击压力越大。返回舱砰击压力极值在波峰波谷中间位置。(4)数值模拟了弹性返回舱在波浪下入水的砰击特性。主要分析对比了不同刚度返回舱在静水与波浪中的速度变化趋势和砰击压力峰值与入水速度的关系,对比弹性返回舱在静水与波浪下速度变化趋势和砰击压力峰值与入水速度的关系。弹性返回舱的砰击压力峰值略低于刚性返回舱,其速度变化趋势与刚性返回舱一致。弹性返回舱在波浪中的砰击压力稍小于静水中的砰击压力。