齐慧博，刘业宝，张克正，胡丽芬（.鲁东大学 交通学院，山东 烟台 6405；.中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京 00076）

毂帽鳍的节能机理分析

齐慧博1，刘业宝2，张克正1，胡丽芬1
（1.鲁东大学 交通学院，山东 烟台 264025；2.中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京 100076）

应用计算流体力学方法（CFD），结合 RNG 湍流模型和动参考系计算模型（MRF），对普通桨和桨+ 毂帽鳍的敞水水动力性能进行计算，通过对毂帽鳍及螺旋桨叶片的受力情况进行研究，结合普通桨和桨+毂帽鳍2种情况的桨后尾流场分析，结果表明，桨后毂帽鳍上产生的推力和扭矩有限，桨+毂帽鳍的节能机理主要是利用毂帽鳍削弱了毂涡，改善了桨后流场周向速度，提高了前桨的推力，从而提高了效率。

螺旋桨；毂帽鳍；节能机理；计算流体力学

0　引 言

船舶运输在我国交通运输中占有很大比例，消耗能源较多，因此，船舶节能技术的研究和应用对降低船舶能耗和减少环境污染具有重要意义。目前国内外对船用节能装置的研究较多，研究表明，螺旋桨毂帽鳍就是一种有效的节能装置。本文应用 CFD 方法对螺旋桨毂帽鳍的水动力性能进行预报，并与不加毂帽鳍的螺旋桨的水动力特性进行比较，分析了毂帽鳍的节能机理。

1　控制方程与湍流模型

1）控制方程

在相对坐标系中，敞水条件下的螺旋桨绕流呈现定常流动状态。RANS 方程是粘性流体运动学和动力学的普适性控制方程，所以本文以 RANS 方程为求解螺旋桨水动力性能计算的基本方程，其形式如下［1］：