潜艇在近水面航行时，会在海面上形成一系列复杂的水动力学尾迹。这类水动力尾迹具有持续时间长、作用范围广的特点，故而容易被遥感手段进行实时和大规模的观测。近年来，随着潜艇噪声的逐渐降低，传统的声学探测手段逐渐难以满足反潜探测的需求。因此，基于潜艇水动力尾迹特征的非声探测技术已成为各海洋强国研究的热点。然而，目前相关研究仍局限于静水环境下，关于表面波作用下的尾迹特征研究亟待开展。对此，本文开发了一种低数值耗散的表面波造波方法，通过数值模拟的方式研究了表面波作用下潜航体的尾迹特征。论文主要成果和创新点如下：

首先，为了避免传统造波方法所固有的数值耗散问题，本文将基于速度分解策略的谱波显式Navier--Stokes方程（SWENSE）方法拓展到耦合水平集-流体体积分数法（CLSVOF）的界面捕捉框架中，提出了一种低数值耗散的表面波生成算法。相较于之前的方法，本文对附加源项中的密度梯度进行了显式离散，从而简化了计算过程。并提出了一种压力平移修正（PTC）方法来确保数值的稳定性和准确性。同时使用CLSVOF方法来捕捉界面，通过level-set函数使得关于附加源项的计算更加精确。

其次，采用本文所提出的低数值耗散的表面波生成算法，通过数值模拟研究了浸没小球在表面波作用下的尾迹形态。结果表明，表面波的存在会改变小球后方的尾迹形态。表面波与尾迹场之间的相互作用与两者间的相对波长和相对波高有关。当表面波波长大于开尔文尾迹波长时，表面波与开尔文尾迹相互作用导致尾迹形态的变化；当表面波波长小于开尔文尾迹波长时，表面波与湍流尾迹相互作用导致尾迹形态的变化；当两者波长接近时，表面波对尾迹形态的影响几乎可以忽略。

最后，在固定条件下，以细长体为研究对象，进一步研究了表面规则波作用下，潜航体长度对于尾迹形态的影响。结果表明，潜航体长度的变化所引起的有利干扰效果能改变尾迹场的振幅，从而改变尾迹振幅与表面波之间相对波高的大小进而影响两者间相互作用的强弱。同时以潜航体长度对于尾迹特征的影响为例，给出了一种具有普适性的方法。该方法可通过调整潜航体的几何外形来抑制其水动力尾迹特征，可对有关工程设计提供一定的参考。