不对称导管对船后桨空化性能的影响

毛翼轩，王英铸，李涛，于凯，胡健

(哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

螺旋桨主要工作在船舶尾部，当螺旋桨在船后运行时，船舶航行时产生的不均匀流场会在船后桨上产生强烈的空化。空化在船后桨表面的不断产生和溃灭，会对船后桨产生极大的危害，不仅会引起船后桨的振动和噪声还会对桨叶产生侵蚀现象，损坏桨叶。

对于船后桨的空化进行研究仍然是目前的前沿课题，而目前应用数值模拟方法研究螺旋桨的空化特性已经非常成熟，国内外学者也进行了深入研究。

Rhee等[1]使用非结构化网格研究了船用螺旋桨的空化性能。Shin等[2]对位于船后的常规螺旋桨和高侧斜螺旋桨的空化性能进行了数值模拟。刘登成等[3]基于不可压缩的RANS方程，使用Singal完整空化模型研究了敞水螺旋桨的空化性能。鞠磊[4]等采用RANS方法分别计算了螺旋桨和船后螺旋桨的空化性能，计算结果较好。郑巢生[5]采用OpenFOAM软件建立了船后螺旋桨空化的数值预报方法，并和试验值进行了比较分析。

到目前为止，研究人员采用了多种方法改善船后桨的空化。而导管螺旋桨作为一种特种推进器，由于桨外导管的存在，其相比于普通螺旋桨的空化有较大的改善。许多国内外学者都对导管桨进行了广泛的研究。Sanchez-Caja等[6]采用CFD方法计算了在粘流中导管桨的性能。Gaggero等[7]则采用雷诺平均模型(RANS)方法分别对导管桨的梢涡空化及尺度效应等进行了数值预报。胡健等[8]利用面元法分析了模型导管桨的各种性能，并进一步研究了导管的大小、形状、位置等因素的改变对导管桨推力和扭矩的影响。……