李邦华，孙海素，郭振强，黎 峰

(1. 上海船舶研究设计院，上海 201203；2. 武汉船用机械有限责任公司，湖北 武汉 430084)

0 引 言

船用舵是用于改变或维持船舶航向的重要设备，肩负着安全航行的重要任务。其作用机理为，当水流以一定攻角流经舵叶时，迎流面和背流面因水流速度不同形成压力差值，从而为船舶提供转向的回转力矩。一旦来流速度较小，常规船用舵就无法发挥其正常的舵效[1]。对于低速航行情况较多的船舶，提高舵系的升力特性，是保证安全航行的措施之一。

黎峰等[2]系统论述了提高舵效的常用技术措施。Liu等[3]应用CFD方法研究了NACA系列、IFS 系列和鱼尾舵的水动力特性，并在MARINE水池对不同翼型剖面的舵进行了操纵性模型试验，结果表明鱼尾翼型拥有较好的升力特性。Zaky等[4]为超大型油船设了一种带有鱼尾和制流板的高升力舵，通过模型试验得知设计舵比传统舵提供的有效舵力高出近10%。欧礼坚等[5]为提升一艘28 000载重吨多用途集装箱船的操纵性能，在原普通舵球舵上加装制流板，通过实船试验表明制流板可有效提高舵的升力，改善船舶的操纵性能。本文基于CFD方法，对某型船的舵系进行多方案优化设计，分析翼型最大厚度位置、加装制流板措施以及随边高效化设计对舵系水动力性能的影响，以期得到舵效优异的设计方案。

1 数值模拟的数学模型

1.1 控制方程

对于不可压缩、粘性系数为常数的流体，在直角坐标系下，其连续性方程为：

相应的动量方程为：