广超越 罗 薇

（武汉理工大学交通学院 武汉 430063）

随着我国对深海海洋资源开发的日益重视，对深海船舶动力定位系统（DPS）的研究表明，在极限海况下推进器推力损失可高达最大推力的40%～50%［1］，所以正确计算推力损失是十分重要的.

推进器在水下工作时，产生复杂流场，这些流场连同海流和波浪，产生相互作用，导致推进器水动力性能的降低.这些相互作用主要包括推进器与船体、推进器与推进器之间产生相互干扰，海流引起的推力损失、波浪引起的推力损失等［2］.目前尚没有较完善的理论方法来精确预估这些损失，大多数的估算还是基于模型试验的半经验方法.近年来随着计算流体力学（CFD）的广泛应用，CFD数值模拟更为经济与省时［3］.本文采用基于模型试验的半理论半经验方法，计算和分析了DPS推进器在360°的范围内产生推力时的推力损失图，计算结果可为后续的DPS中推力最优分配和定位极限能力预报提供可靠的推力数据.

1 推力损失的形成机理与计算方法

1.1 轴向流引起的推力损失

根据机翼理论，螺旋桨产生的推力与各叶元体的攻角成比例，分析叶元体速度多角形可知，攻角的大小主要取决于螺距、螺旋桨旋转速度和进速，对于固定转速的螺旋桨，随着来流速度的增大，攻角减小，而推力也相应地减小.

根据Lehn的实验结果，轴向流引起的损失可表达为

式中：dT为推力损失；Va为平行于螺旋桨轴的流速；Ka通常是个常数，取决于敞水性征曲线kt和kq的斜……