随着科技的不断进步,能源需求日益增加,船舶节能减排工作受到了前所未有的重视。舵作为船舶的操纵装置,位于船体后方,安装在螺旋桨后,船舶航行时与螺旋桨之间存在流场干扰。螺旋桨旋转时扰动周围水流,使水流获得旋转能量,可以利用桨舵之间的有利干扰,减少尾流获得的能量,提高推进器效率。桨舵干扰的研究分为理论研究、试验研究、CFD技术,本文将利用面元法理论对桨舵干扰进行相关研究,研究内容如下:(1)建立敞水螺旋桨和敞水舵的计算模型,利用面元法分别对其进行水动力性能预报,通过与试验值的对比验证面元法理论的准确性。(2)考虑螺旋桨与舵之间的干扰,建立螺旋桨-常规舵、螺旋桨-扭曲舵、螺旋桨-变形的贝克舵的计算模型,计算并比较分析了不同桨舵系统的推进性能。(3)计算敞水螺旋桨的诱导速度场,以及计入舵之后的诱导速度场。通过轴向速度和横向速度的比较得出,舵的节能效果与横向速度的大小相关,由于径向速度很小不予考虑,因此对桨舵系统的周向速度进行了计算分析。(4)为减小舵上阻力,优选扭曲舵和变形的贝克舵的剖面,扭曲舵通过减小各个剖面与迎流之间的夹角进行优选,变形的贝克舵通过改变剖面偏转角进行优选。比较优选前后的舵对螺旋桨及系统推进性能的影响。经计算表明,桨-变形的贝克舵系统的推进性能优于桨-常规舵和桨-扭曲舵,对桨舵系统的流场计算知,舵减小了尾流场的周向速度,尾流场的能量得以回收,其中变形的贝克舵的回收效果最优,是其优于其它两种舵的主要原因。对扭曲舵和变形的贝克舵剖面的优选有效地提高了桨舵系统的推进性能。