吊舱式推进器水动力性能研究综述

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1、第15卷第1-2期船舶力学Vol.15No.1-22011年2月JournalofShipMechanicsFeb.2011文章编号：1007-7294（2011）01-0189-09吊舱式推进器水动力性能研究综述沈兴荣，蔡跃进，蔡荣泉，冯学梅（中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011）摘要：近十多年来吊舱推进器在众多的船型上取得了成功的应用、积累了使用经验，预报其实船性能成为船东和设计部门关注的重点。文中介绍了吊舱式推进器的特点，分析、介绍了目前几种主要的吊舱推进器模型试验方法及其特点，分析了敞水

2、、自航试验中需要关注的问题；同时介绍了数值模拟预报吊舱推进器水动力性能的几种方法，包括势流法、势流/粘流耦合法、粘流法。关键词：吊舱式推进器；模型试验方法；CFD方法；性能预报；敞水试验；自航试验；非设计工况中图分类号：U664.3文献标识码：ASummarizationofhydrodynamicsperformancestudyofpoddedpropulsorSHENXing-rong,CAIYue-jin,CAIRong-quan,FENGXue-mei(MarineDesignandResear

3、chInstituteofChina,Shanghai200011,China)Abstract：Poddedpropulsorwaswidelyusedinmanytypesofshipsinthelastdecade.Howtopredicttheper-formanceofthefullscalepoddedpropulsionvesselisasignificantthingtotheshipdesignersandtheshipowners.Theadvantages,themodeltestm

4、ethodsandCFDmethodofpoddedpropulsorarepresented.There-portalsofocusesonsomeissuesthatoccursinthemodeltests.Keywords:poddedpropulsor;modeltestmethod;CFDmethod;performanceprediction;openwatertest;self-propulsiontest;off-designcondition1引言吊舱式推进器的概念是在20世纪80年代

5、末提出的，这是一种全新的推进理念。吊舱式推进器集推进和操舵装置于一体，极大地增加了船舶设计、建造和使用的灵活性。自吊舱式推进器的概念提出以来经过十多年的发展，尤其是新世纪以来，其发展更呈现蓬勃之势，吊舱推进系统的优点正被越来越多的人所认识。吊舱式推进器的主要特点[1-2]如下：（1）整体效率高；（2）操纵性能好。推进器可在360°范围内旋转，极大地提高了船舶的操纵性和机动性；配合船艏侧推器，吊舱式推进器可使船舶完成原地回转、横向平移、精确定位等一般推进器难以完成的操作；（3）噪声低、振动小，吊舱式推进器与

6、常规桨相比可得到更均匀的进流，明显降低振动及噪声水平,能够提高舰船隐身性能；收稿日期：2010-06-05作者简介：沈兴荣（1978-），男，中国船舶及海洋工程设计研究院工程师。190船舶力学第15卷第1-2期（4）采用吊舱式推进器的船舶能够简化许多复杂的机械装置，使可靠性得到了极大的提高；（5）采用吊舱式推进器可以重新优化尾部线型，可以充分利用机舱舱容，使船体设计，尤其是船尾和集控室部分的设计具有很大的灵活性；（6）采用模块化设计、安装，缩短了船舶建造和维修周期。吊舱式推进器这些特点促使它在众多的海洋工

7、程领域中获得了应用[2-3]，目前已经应用于石油钻井平台、潜水作业供应平台、破冰船、游船、补给船、油船以及客滚船等民用船舶；自20世纪90年代以来，国外海军的多型辅助舰船也开始采用吊舱推进器作为推进方式，一些发达国家在未来海军新型舰船的论证与研制过程中，均将吊舱推进作为主要推进方式提上了议程，如英国海军初步选定吊舱推进器作为其发展新型航母和驱逐舰的主推进装置，法国海军将吊舱推进器的研发工作列入了发展规划，并初步拟定在登陆舰上优先应用，同时也对吊舱推进器在航母上应用进行了论证，美国海军长期关注综合电力推进系

8、统的研究，对吊舱推进器在舰船上的应用进行了一系列的研究，另外日本、挪威、意大利、西班牙、加拿大等国的海军部门也对吊舱推进器在军船上的应用进行了大量的研究工作。近年来国内也有不同的船型开始陆续使用吊舱式推进器。吊舱式推进器水动力性能的预报问题越来越引起设计部门、船厂以及船东的关注。模型试验和数值计算是目前研究其水动力性能最有效、最常用的两种手段，各国的船舶研究机构正在对其进行积极的研究。[4-7]2研究进展常规螺旋桨的敞水和自航