全回转推进器是一种新型的船舶推进装置,与传统推进方式相比,全回转推进器在水动力性能、操纵性能和维护管理等方面有较大优势。目前全回转推进器在各类船舶上的应用非常广泛,全回转推进器的水动力性能研究是目前研究的热点。本文采用计算流体力学方法即数值计算方法研究不同要素对全回转推进器水动力性能的影响,以供设计时选择各种参数,并为改善全回转推进器的性能指出方向,对全回转推进器的设计与优化具有参考意义。为了研究拖式与推式全回转推进器水动力性能的差异,本文首先对比分析了拖式与推式两种吊舱式全回转推进器的水动力性能。为了研究螺距角变化对全回转推进器水动力性能的影响,研究了可调距全回转推进器的水动力性能,具体的研究内容如下。研究螺旋桨桨叶的建模方法。通过空间坐标转换公式将螺旋桨叶切面的二维形值点坐标转换成为三维空间柱坐标,从而建立桨叶模型。建立两种吊舱式全回转推进器的数值计算模型,分别计算两种推进器在直航和回转工况下的水动力性能,与水池试验结果进行对比,证明了采用数值计算方法分析吊舱式全回转推进器水动力性能的可行性。对比两种推进器在直航与回转工况的水动力性能的差异。直航工况下拖式全回转推进器的效率高于推式,回转工况下两种推进器的水动力性能呈现出不同的规律。采用滑移网格的方法比较两种推进器非定常水动力性能的差异,拖式全回转推进器螺旋桨推力和吊舱轴向力的震荡幅度小于推式,而螺旋桨转矩的震荡幅度大于推式。研究可调距全回转推进器的水动力性能。建立推进器在不同螺距偏转角下的三维模型,首先分析尾鳍对全回转推进器水动力性能的影响,研究发现尾鳍可以小幅提高推进器的效率并且增加推进器的横向稳定性。研究螺距角变化对可调距全回转推进器定常水动力性能的影响。随着螺距偏转角的增加,调距桨的推力系数、转矩系数也随之增加,效率呈现先增大后减小的趋势。在不同的进速系数下存在最佳的螺距偏转角。可调距全回转推进器的非定常力随着螺距偏转角的增大而减小,低螺距比下的非定常力震荡幅度较大。