文章标题：环形自由旋转叶轮对螺旋桨水动力性能数值分析
文章作者：李冬琴1, 黄堂苡2, 王蒙云1, 杨明超2
关 键 字：节能装置;数值模拟;环形螺旋桨;水动力性能
文章摘要：船舶节能技术中，水动力节能装置得到了广泛应用。为进一步提高螺旋桨水动力性能，本文提出了一种新型环形自由旋转叶轮，安装于KP505螺旋桨后方，并深入分析了有无新型环形自由叶轮的螺旋桨在直航及斜流工况下的水动力性能和流场特性。基于STAR-CCM+软件，采用$ (\text{SST})k-\omega $湍流模型求解RANS方程进行模拟仿真以评估其性能。同时针对不同进速系数，开展了单桨与加装新型环形自由旋转叶轮螺旋桨的水动力性能预报和尾流场对比分析，并评判其节能效果。研究结果表明，加装新型环形自由叶轮的螺旋桨在设计进速时，推进效率最高提升6.59%；引入新型环形自由旋转叶轮显著削弱了尾流的能量耗散，尤其在斜流条件下，大幅降低了尾流的不稳定性，证实环形自由旋转叶轮对提升螺旋桨水动力性能具有一定的潜在优势。