基于CFD 仿真与水池实验的邮轮吊舱推进器模型敞水特性研究

赵 鹏，陈建勇，张 聪，周新聪，欧阳武，肖仲歧

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063；2.船舶动力工程技术交通行业重点实验室，湖北 武汉 430063；3.国家水运安全工程技术研究中心，湖北 武汉 430063；4.中国邮轮科技发展有限公司，上海 200137)

0 引 言

作为新型船舶电力推进系统，该吊舱式推进器由螺旋桨和能够360°全旋转的吊舱组成，也包括导管、支架、鳍等部件[1–2]。吊舱推进器主要由舱体，支柱和螺旋桨组成，不需要轴系和舵，将推进系统和控制系统集成在一起[3]。其水动力性能不同于传统螺旋桨，但螺旋桨仍然是主要的推力和扭矩消耗部件，然而在大多数工作条件下，机舱和支柱等非旋转结构部件表现出阻力，这将在一定程度上降低螺旋桨本身的敞水效率[4]。因此，有必要考虑吊舱推进器与常规螺旋桨在敞水效率上的差异。对于邮轮行业来说，卓越的推进效率是邮轮航行经济的保障，并且良好的预测吊舱推进器的性能可以减少设计中不必要的经济损失。本文利用Starccm+模拟了一种邮轮拖式吊舱推进器模型的敞水效率，并通过分析吊舱推进器的推进系数、扭矩系数以及推进效率的仿真结果，得到1 号螺旋桨敞水性能规律，并通过模型实验方法验证数值模拟结果，然后优化吊舱螺旋桨的螺距得到2 号螺旋桨[5–6]，并采用与1 号螺旋桨相同方法进行预测。之后，通过2 个吊舱模型的仿真及实验结果，分析吊舱对螺旋桨的影响，并对装配不同螺距的螺旋桨吊舱模型的测试结果进行分析。……