舵系统是船舶系统中一种特别重要且不可或缺的特殊舾装设备。如果船舶没有舵系统，或舵系统失效，就像汽车没有方向盘一样，它将无法驾驶，并在大海里随风浪漂泊无定。船用舵是扁平的或翼型的结构，位于船舶的后端，通常位于螺旋桨的后面。舵在流体的作用下会发生变形、振动等现象，从而影响其寿命，因此研究船舶舵系统的固有振动特性、流固耦合振动特性具有重要的意义。
　　本文采用基于雷诺平均(RANS，Reynolds average)方程和SST湍流模型求解的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)方法，首先验证了网格无关性，并选择一套网格数量适中，计算精度较高的网格。然后对船舶舵叶的黏性绕流场进行了数值仿真，计算了不同速度以及舵角情况下舵叶的水动力系数、压力云图、流线云图，并随之进行了流场分析；计算结果表明，随着舵叶攻角角度的增大，舵叶升力系数增大，当攻角大于一定角度时，将会发生边界层分离现象，从而导致舵叶尾端产生漩涡，升力系数开始减小。
　　模态计算是对舵叶进行结构设计的关键步骤之一。本文基于有限元法(Finite Element Method，FEM)对船舶舵系统进行了固有振动特性仿真，分析了船舶舵系统的固有振动特性。计算结果表明舵系统的第一阶振动模态为扭转模态，第二振动模态为弯曲模态，表明相对于舵叶弯曲，舵叶更易发生扭转。
　　利用CFD/计算结构力学(Computational Structural Dynamics， CSD)双向流固耦合的方法对船舶舵系统进行振动响应分析。研究不同的入流攻角和速度对含有结构间隙的船舶舵系统振动响应的影响；以及大攻角的分离流动对船舶舵系统的振动响应影响。计算结果表明，动力学参数匹配不合理有可能诱发舵系统线性振动，传动机构之间的间隙的存在会诱发船舶舵系统非线性振动现象，这种持续的振动可能会导致舵系统结构的疲劳损伤。
　　本文仿真结果为船舶舵叶的流体性能设计以及结构设计提供参考。