前置预旋定子的剖面设计

苗飞，黄国富，黄树权

(中国船舶科学研究中心上海分部，上海 200011)



前置预旋定子的剖面设计

苗飞，黄国富，黄树权

(中国船舶科学研究中心上海分部，上海 200011)

分析前置预旋定子叶剖面阻力特性，提出一种新型的叶剖面设计方法，基于CFD数值计算，给出叶剖面翼型的水动力性能图谱，以一艘常规散货船为目标开展基于新型叶剖面的前置预旋定子方案设计。船模试验证实设计方案的可行性。

前置预旋定子；剖面设计；船舶尾流场；CFD；节能装置

随着船舶能效指数(EEDI)的实施，对降低船舶油耗和碳排放的要求越来越高。在船上加装水动力节能装置成为重要的技术解决方案之一。前置预旋定子[1-2](pre-swirl stator)是一型由若干个周向布置的叶片组成的桨前节能装置。相关试验研究表明，其节能效果可达3%～6%[3-4]。对前置预旋定子而言，叶剖面形状是重要的设计参数，从工程上易于加工角度考虑，常规的定子压力面的剖面形状多采用平的，但其预旋效果略差。为此，考虑定子叶片阻力特性，提出一种新型的定子叶剖面设计方法，以一艘常规散货船为例开展了前置预旋定子的方案设计，最后进行了模型试验验证。

1 阻力特性分析

从能量平衡的角度来看，采用前置预旋定子的目的是为了减少桨后流场的旋转动能，由前置预旋定子诱导的旋转尾流削弱了由螺旋桨诱导产生的更大强度的反向旋转水流，因而降低了尾流场的旋转能量损失。

为使前置预旋定子叶片产生预旋，须给予叶片一定的进流角度。……