船艏作为船舶与进水流接触的第一部分,对船舶周围的流场影响很大,对提高船舶的阻力性能和耐波性能起着非常关键的作用。船舶艏部的变化会引起船体流场伴流发生相应变化,进而引起船体水动力特性发生变化。作为船艏重要组成部分,首柱与船舶的水动力性能有着直接关系。目前对船艏首柱研究多集中在首柱结构与制造方面,对与船艏首柱相关的水动力性能研究鲜见报导。本文拟研究首柱角度的改变对船体水动力性能所带来的变化,基于CFD技术对不同首柱角度的船艏船型在静水和波浪中进行水动力数值模拟,对比不同首柱角度的水动力特性,探讨首柱角度对船体水动力性能的影响。主要研究内容如下:本文以中型单体船为研究对象,母型船船长为21.45m,船宽为3.8m,设计吃水为1m,排水体积为27.58m3。在上述母型船的基础上,在保证船体其他参数不变只改变首柱角度（船艏倾角）的前提下,使用Maxsurf软件设计首柱角度为35°、50°、60°、90°、115、130°和145°的7种不同船艏倾角单体船模型。对不同首柱角度的船体在静水中的阻力性能进行数值分析计算。首先基于CFD软件Fluent建立计算计算数值模型、计算域上边界与吃水线距离0.4倍船长,下边界与吃水线距离0.6倍船长,入口处距船艏1倍船长,出口处距船尾3倍船长,船宽方向距中纵剖面1倍船长、运用ANSYS ICEM对计算域划分结构化网格,选取SST k-ω湍流模型、确定出口、入口、对称面边界条件和离散方法进行船体阻力计算,基于CFD软件Fluent,在航速为5kn、10kn、15kn、20kn和25kn五个工况下,对7种不同船体的静水阻力进行数值计算,计算结果表明:中低速内倾式船艏船体总阻力小,中高速外倾式船艏船体总阻力小,全航速垂直船艏船体总阻力最大。中低速,外倾式比内倾式船艏有更大自由液面兴波峰值和船体表面压力峰值且艏部淹湿比内倾式严重;在高速时,内倾式比外倾式船艏有更大自由液面兴波峰值和船体表面压力峰值且艏部淹湿比外倾式严重。对不同首柱角度的船体在规则波和非规则波下的耐波性能进行数值分析计算,基于ANSYS AQWA软件,工况设置为规则波波幅0.05Hz～0.5Hz,航速为0,对比分析在（180°浪向角）、（135°浪向角）和（90°浪向角）三种波浪入射角下的横摇、纵摇和垂荡的运动响应,计算结果表明:规则波下的横摇运动,在横浪和斜浪的浪向下,中低频率阶段,不同首柱角度单体船的横摇RAO差别不大;在中高频率阶段,内倾式船艏单体船的横摇RAO小于外倾式船艏的横摇RAO。规则波下的纵摇运动,在迎浪和斜浪的浪向下,中低频率阶段,不同首柱角度单体船的纵摇RAO差别不大,在中高频率阶段,两种浪向下的纵摇响应不同,迎浪浪向下内倾式船艏单体船的纵摇稳定性要优于外倾式船艏单体船,斜浪浪向下不同首柱角度单体船的纵摇RAO差别不大。规则波下的垂荡运动,在迎浪和斜浪的浪向下,中低频率阶段,不同首柱角度单体船的垂荡RAO差别不大,在中高频率阶段,内倾式船艏单体船的垂荡性要优于外倾式船艏单体船。非规则波下,首柱角度对船体的运动响应趋势影响不大;在三种浪向下,除在90°和180°浪向下,首柱角度的改变对船体的纵摇和横摇特性影响不明显外,其余都是外倾式船艏比内倾式船艏有更大的运动响应峰值。根据以上计算结果得出不同首柱角度对船体水动力性能的影响,为船艏的优化设计提供参考。