王友乾，叶金铭

海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033

舵空泡对船体压力脉动的数值分析

王友乾，叶金铭

海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033

［目的］船舶航行时舵表面发生的空泡将使船体产生振动和噪声，为了研究舵空化效应引起的船体压力脉动及其影响，［方法］基于Star-CCM流体计算软件，对实船在某航速下在5°和10°舵角航行时产生的空泡进行预报，分析船体压力脉动产生的规律。［结果］分析结果表明，舵空化效应对船体压力脉动有直接影响；在5°，10°舵角工况下，舵空化对船体造成的压力脉动幅值远大于舵表面不存在空化时船体表面的压力脉动幅值，舵发生空化效应越剧烈，船体表面压力脉动的波动幅值就越大。［结论］研究结果论证了舵空化效应对船体的振动和噪声有着直接影响。

舵；空化；船体振动；压力脉动；船舶操纵性

0 引 言

为了满足船舶回转性和航向稳定性的要求，一般将舵布置在螺旋桨的后方。高速航行时，在螺旋桨后方运行的舵会受到螺旋桨强大的旋转尾流的冲击作用［1］，从而容易使舵叶产生空化现象，其不仅会引起舵叶表面出现空化剥蚀［2］，还会导致船体产生振动和噪声［3］。近年来，船舶呈现向高速化和大型化方向发展的趋势，船舶舵叶空化问题也日趋严重，逐渐成为研究的热点课题。

20世纪90年代，美国海军为了测试螺旋桨及舵的水动力性能和噪声特性，开展了一项实船航行空泡观测试验［4-5］，以研究船舶航行中舵空化现象产生的规律。……