冰几何尺寸对吊舱推进器水动力性能的影响

徐佩， 郭春雨， 王超， 李鹏

(哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

随着温室效应的加剧，全球气候变暖，极地冰雪融化加速，北极在地缘战略、自然资源、航运及科研方面的价值日益凸显，而冰区船舶在其中的作用也越来越明显。推进系统作为船舶动力核心部分，其开发和研究需要得到更多关注。而吊舱推进器具有优于常规推进系统的优势，极大地提高了极地船舶的机动性和操纵性，是极地船舶广泛采用的推进形式。当极地船舶航行于有冰海域时，经常会导致碎冰沿着船体滑行至吊舱推进器附近的流场中，使吊舱推进器前流场的不均性进一步加剧，严重影响了吊舱推进器的水动力载荷，甚至产生振动、噪声和空泡等问题[1]。因此，开展冰区吊舱推进器水动力性能研究对其设计和研发具有指导意义。

国外在冰区吊舱推进器水动力载荷研究方面起步较早，掌握了较为全面的规律和机理。在理论研究方面，Liu等[2-3]利用面元法对固定尺寸的冰在阻塞状态下吊舱推进器的水动力载荷进行了预报。王国亮[4]利用面元法对不同尺寸的冰在阻塞状态下螺旋桨的水动力载荷进行了预报，但未从机理上对宏观力的变化趋势进行分析，且选择的冰尺寸范围较小。在数值模拟方面：郭春雨等[5]基于CFD数值模拟方法，对固定尺寸的冰在不同冰桨间距时吊舱推进器水动力性能进行了数值模拟，对其水动力载荷、压力及流场进行了分析。……