全球经济发展的速度日益提升,船舶运输成为国际贸易不可或缺的一部分,且能源紧缺的问题日益严重,船舶节能附体的应用势在必行。船舶桨前节能导管是比较常见的节能附体之一,它安装于船尾桨毂上,直接对螺旋桨产生影响。常规船型对应的螺旋桨在其桨盘面小半径处以及盘面上方存在高伴流区,直接导致螺旋桨推进效率下降、空泡性能恶化等情况。因此,在船体和螺旋桨之间加装节能导管,改善桨前流场具有重要的工程价值。本文围绕新型桨前节能导管开展了导管的阻力性能预报以及船-桨-导管耦合的水动力性能计算,并分析了船尾流场及桨盘面处的伴流,以此为基础进一步优化新型桨前节能导管的参数。主要研究内容如下:(1)针对提出的新型桨前节能导管,开展了基于数值仿真方法的导管阻力性能分析。运用RANS法对加装新型桨前节能导管的KCS船模进行了阻力性能预报。对比了不同航速下的导管阻力,探究了新型桨前节能导管的增阻规律。根据加装导管后的船尾流场及桨盘面处的伴流分布情况,分析了节能导管的工作原理。(2)以自航数值模拟为方法,进行了新型桨前节能导管的水动力性能分析及船尾伴流数值预报。运用滑移网格技术进行了KCS船模及KP505螺旋桨耦合后的自航数值计算,对比计算结果与试验值,验证了自航计算方法的准确性。在船桨耦合的模型上安装新型桨前节能导管再次进行自航数值计算,对比了自航数值计算结果(螺旋桨敞水效率、船身效率、推进效率等),评估出了导管的节能效率。分析了船后尾流场及桨盘面处速度的变化,进一步揭示了新型桨前节能导管对船桨水动力性能的影响。(3)通过改变新型桨前节能导管的不同影响参数,完成了其水动力性能的参数化仿真分析。改变新型桨前节能导管的单个参数(导管安装位置、导板半径、定子攻角),求取了每个工况下的自航点。通过对比各工况自航点下的计算结果(螺旋桨推力、扭矩、船后桨效率等)得到了导管参数改变后对船桨水动力性能产生影响的具体规律。以此为基础设计出了节能效果更好的新型桨前节能导管。