杨 建，董小倩，杨晨俊

(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)

在船舶破冰航行时，部分碎冰可能阻塞螺旋桨进流甚至破坏桨叶结构，这势必会严重影响推进系统的水动力性能。当冰块位于螺旋桨上游时，阻塞作用会导致螺旋桨进流的不均匀度提高，而冰区船舶航行速度较慢，其螺旋桨通常在重载工况下长时间运转，所以往往会引起较严重的非定常空泡。综上所述，桨前冰块导致螺旋桨水动力性能变差，除此之外，还会引起空泡、振动等不利问题。下文主要探索块状冰对螺旋桨水动力性能的影响，旨在为以后极地冰区船舶螺旋桨的设计和改造提供一些水动力方面的参考。

最近30年，学者们在冰-桨相互作用领域进行了大量的探索并且获得了丰硕的成果。在试验测量方面，1991年，Browne等[1]测量了螺旋桨与冰接触时和未接触时的载荷，并且将载荷分为直接载荷和间接载荷两部分，最后还提供了冰-桨相互作用载荷的经验公式；2004—2006年，Wang等[2-3]在布满块状冰的水池中开展了冰对吊舱螺旋桨水动力性能影响的试验研究；2017—2018年，王超等[4]、武珅等[5]、郭春雨等[6]分别在循环水槽、空泡水筒、拖曳水池中对冰-桨非接触工况下冰块位置、尺度等阻塞参数对螺旋桨水动力性能的影响开展了试验研究。在数值计算方面，早期主要基于势流边界元方法开展冰-桨相互作用的研究，难度与局限性都较大；近年来基于RANS模拟的CFD方法已成为主要研究手段。2016—2017年，常欣等[7]和王超等[8]采用重叠网格模型开展了非接触工况下冰-桨相互作用的数值计算；……