螺旋桨抽吸作用下冰块运动轨迹

王 超， 杨 波， 汪春辉， 郭春雨， 徐 佩

(哈尔滨工程大学 船舶工程学院， 哈尔滨 150001)

冰区船舶的推进系统作为保证冰区船舶安全航行的一个重要部分，对冰区船舶整体的航行性能和可靠性都有举足轻重的影响.冰桨干扰可以分为接触与非接触两部分，其中非接触干扰包括冰对桨的干扰以及桨对冰的干扰、冰对桨的干扰是指海冰进入桨前一定区域内，在没有与桨接触的条件下，由于海冰对桨前进流场的干扰导致螺旋桨水动力性能以及空泡性能发生变化，上述现象称为冰对螺旋桨的阻塞效应.桨对冰的干扰是指螺旋桨对周围物体具有抽吸作用，抽吸作用会影响海冰在螺旋桨附近的运动状态与运动轨迹，导致一些在原本状态下不会与桨发生接触的海冰改变运动轨迹，与桨发生接触作用，产生较大的冰载荷.这种情况对于极地航行的船舶螺旋桨具有很大的危害性，通过数值模拟与模型实验研究，形成冰桨干扰下冰的运动规律并对冰运动轨迹做出预报，对极地船舶航行安全具有重要的意义.

冰桨干扰水动力方面，Sampson在爱默生空泡水筒中开展了阻塞冰[1]和冰桨切削[2-3]两种工况下的螺旋桨空化模型试验，其研究表明冰桨接触过程中的空泡现象对桨的强度及性能会产生很大影响.Wang等[4-5]在冰水池中开展了系列敞水桨模型试验研究，探究了不同模型冰类型产生的阻塞现象对螺旋桨水动力性能的影响.孙文林等[6]对螺旋桨……