某拖輪200 kW 輪緣推進器水動力性能分析

左新平，鄭少雄，周俊雄

（1. 中交四航局江門航通船業有限公司, 江門 529145；2. 廣州海洋地質調查局, 廣州 510075；3. 江門南洋船舶工程有限公司, 江門 529145）

1 前言

輪緣推進裝置取消了傳統的機械傳動軸系，采用集成電機技術將輪緣電機與螺旋槳、水潤滑軸承等部件進行一體化設計制造。其具有結構簡單、布置方便、易于控制等特點，是現代船舶推進技術的發展熱點。

目前國內外研究機構的研究主要集中在輪緣推進器水動力性能及其影響因素、基于流固耦合的槳葉強度校核、間隙和導管的影響因素以及電機/軸承性能等方面，尚缺少有效的水池試驗驗證手段，而基于實尺度螺旋槳的系柱拉力測試非常必要。

本文針對某拖輪7 葉200 kW 輪緣推進器，基于RANS 方法，采用滑移網格技術，建立輪緣推進器數值預報模型，開展不同進速系數下的水動力計算，獲得其敞水特性；并將計算結果同系柱工況下的實槳測試結果進行對比，兩者具備良好的吻合性；在算法驗證的基礎上，針對輪緣推進器的水動力性能和基于圖譜設計的傳統導管槳進行對比，結果表明，在常用進速下，采用輪緣推進方案，其敞水效率更高。

2 數值方法

2.1 控制方程

本文采用不可壓縮粘性流來求解輪緣推進器的水動力性能，流動控制方程分別為連續性方程和動量性方程：

2.2 湍流模型

選用RNG k-ε 湍流模型，該湍流模型為二方程模型，工程應用較多，其湍流動能和耗散率方程分別為：

式中：G為由于平均速度梯度引起的湍動能產生；……