一体化桨舵装置造型设计及水动力计算方法研究

杨 震，陈如星，肖能齐，周瑞平

(武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063)



一体化桨舵装置造型设计及水动力计算方法研究

杨 震，陈如星，肖能齐，周瑞平

(武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063)

摘 要：以一体化桨舵装置为分析对象，详细论述了该装置的造型设计及水动力计算方法。通过MATLAB计算模型的空间坐标，实现模型的建立及运动学仿真。基于MATLAB和TurboGrid划分螺旋桨周围的流体网格，以ANSYS CFX分析不同桨舵装置的水动力性能，比较了不同水动力计算结果，为一体化桨舵装置水动力计算提供了基本思路。

关键词：一体化桨舵装置 造型设计 水动力

0 引言

一体化桨舵装置是一种组合式推进系统，与普通桨舵装置的不同在于：一体化桨舵装置通过毂帽以及正后方流线形舵球的配合，大大改善桨毂处的水流情况，消除毂涡，从而充分利用桨后涡流的能量，有效提高螺旋桨的效率。

IMO已确定船舶能效设计指数EEDI于2013 年1月1日起生效实施，国内已在同一时间开始执行。一体化桨舵装置作为优化EEDI的创新技术受到了越来越广泛的关注。Wartsila的一体化桨舵装置Energopac被应用于集装箱船，滚装船以及多用途工作船等。实践表明，在设计航速下使用该装置能够节约2～9%的能量消耗。Roll-Royce的一体化桨舵装置Promas能够提高6～8%的推进效率，若为低速船舶，其推进效率提高值最大可达15%。目前主要通过模型试验和数值模拟分析一体化桨舵装置的水动力性能及其影响因素，研究工作集中于优化桨舵的水动力干扰，改善螺旋桨尾流场的流动情况。……