螺旋槳水動力性能研究進展

李 卉，邱 磊

(華中科技大學船舶與海洋工程學院，湖北 武漢 430074)

螺旋槳水動力性能研究進展

李 卉，邱 磊

(華中科技大學船舶與海洋工程學院，湖北 武漢 430074)

升力面理論的應用日趨完善，面元法和N-S方程的方法已逐漸成為螺旋槳設計與水動力預報的主流，特別是能提供槳葉表面流動精細描述的CFD方法。雖然運用粘性流預報螺旋槳水動力性能的CFD方法較基于勢流理論的升力線、升力面和面元法表現出較強的優越性，但是勢流理論的完善性使其仍是螺旋槳設計和計算中最常用的工具。本文較全面地介紹了國內外螺旋槳水動力性能研究的最新進展，為螺旋槳相關研究提供參考。

螺旋槳;水動力性能;CFD;勢流理論

0 引言

作為流體動力學的重要分支，船舶水動力學早期依賴勢流理論和經驗公式來修正，很難全面考慮流體的粘性效應對船舶性能的影響。隨著現代數值技術理論的突破和計算機性能的不斷提高，船舶水動力學的研究焦點開始轉移到計及自由液面的不可壓粘性流的研究方向上來。螺旋槳作為最常用的船用推進器和重要的水動力學研究對象，研究范圍非常廣泛。涉及螺旋槳理論設計與優化、尺度效應、空泡、壓力脈動、噪聲以及船/槳/舵干擾等諸多方面，其水動力學研究仍然是基于勢流理論，數值理論的局限性必然會造成許多不足之處，但勢流理論的相對完善性使其在螺旋槳設計方面得到廣泛應用，而全粘流理論方法在湍流模式、高雷諾數流動、自由面流動、船體/螺旋槳/附體復雜系統流動等方面尚存在不少困難。從目前的研究來看，CFD的試驗驗證已從早期的宏觀力和力矩驗證轉向流動細節和葉片壓力分布的驗證，LDV和PIV的應用十分廣泛，并獲得了有價值的基準檢驗數據，但是船體/螺旋槳/舵及相關附體復雜系統水動力外形CFD優化與數值預報還有理論和技術上的不足。本文在大量翻閱國內外相關文獻后，對螺旋槳水動力學發展現狀進行總結，為后續研究提供參考。

1 一般船舶螺旋槳性能

螺旋槳性能研究常用的方法有理論研究方法、數值計算方法和實驗研究方法。理論研究方法能清晰、普遍地揭示流動的內在規律，但該方法目前只局限于少數比較簡單的理論模型。研究更復雜更符合實際流動的，一般采用數值方法，數值方法能解決理論研究方法無法解決的復雜流動問題，如常見的航空工程、船舶與海洋工程、氣象預報、水利工程、環境污染預報等。數值模擬在某種意義上比理論與試驗對問題的認識更為深刻、更為細致，不僅可以了解問題的結果，而且可隨時連續動態地、重復地顯示流動過程的形成和發展，詳細了解流場整體和局部的細致信息。雖然數值模擬較之模型試驗顯現出較強的優越性，但是模型試驗的可靠性還是數值模擬無法替代的。

與其他的力學問題一樣，研究螺旋槳的水動力性能首先要進行流動分析，進行合理的簡化與假設建立數學模型，分析具體的流場環境，如均勻流場與非均勻流場、理想流體與粘性流體、不可壓縮流體與可壓縮流體、定常流動與非定常流動等。從近幾年國內外發表的各類文獻資料來看，螺旋槳水動力性能研究主要集中在以下幾個方面:網格劃分方法、湍流模型、勢流與粘流、性能優化、槳舵干擾、尺度效應。進一步發展的重點應該是梢渦模擬、非定常特性預報，并向導管槳、組合推進器、吊艙推進裝置以及船/槳/舵干擾和尺度效應研究拓廣。

1.1 網格劃分方法對螺旋槳性能的影響

計算流體力學的發展為螺旋槳水動力性能的研究提供了新的方法，數值求解控制流體流動的微分方程，得出流體流動的流場在連續區域上的離散分布，從而近似模擬流體流動情況。數值模擬首先必須做的是將連續空間離散化，簡而言之就是劃分網格。劃分網格是建立有限元模型的1個重要環節，它要考慮的因素較多，工作量較大，劃分的網格形式對計算精度和計算規模將產生直接影響。

求解計算區域或者部分計算區域是運動時的流動問題時包括單旋轉坐標系中的流動和多旋轉參考系中的流動，螺旋槳作為典型的旋轉運動部件，目前有3種能解決靜止和運動區域并存問題的模型，即多參考系模型(MRF)，混合平面模型(Mixing Plane)，滑移網格模型。選用不同模型時建立網格的方式不同，使用旋轉坐標系時必須指定1個旋轉軸來建立網格，為方便起見通常選取x軸、y軸或z軸作為旋轉軸。用動靜結合方式將整個計算域按照部件的相對運動關系劃分為若干子區域，可以充分考慮各部件之間的相互作用，能獲得全面的流場信息，只是對整個流道計算的計算量比較大。涉及到滑移網格和動網格技術的應用時，計算區域的劃分必須進行特殊處理。把整個計算域劃分為運動和靜止2個部分，2個區域的交界面設置為interface，如圖1所示。

圖1 全通道計算的計算域與網格劃分Fig.1 The full channel calculation of the computational domain and mesh

在進行螺旋槳敞水性能計算時，螺旋槳的轉動和周圍流場的流動具有周期性特點，因而可以使用周期性邊界條件，即對于Z個葉片的螺旋槳，僅僅研究沿軸向的Z分之一流域。對敞水螺旋槳單個槳葉通道內的流場進行數值模擬，可以大大減少網格數量和節約計算時間。實踐表明，敞水條件下螺旋槳繞流呈現定常流動狀態時采用周期性邊界條件計算螺旋槳敞水性能的方法是可靠的。

雖然CFD技術有了很大的提高，但是成功進行CFD仿真的關鍵還是網格質量及其類型。對螺旋槳及其計算域進行結構網格還是非結構網格劃分，或是混合網格劃分一般而言都是可行的。但是經驗表明采用混合非結構網格的計算準確性沒有采用六面體結構網格好;而另一方面，生成混合非結構網格比六面體結構網格容易得多，采用尺度函數以漸進擴張的方式對槳葉表面進行網格劃分，在導邊、隨邊、葉根、葉梢等部位加密，而在槳葉中間單元逐漸增大。并構建用于螺旋槳敞水性能計算的棱柱層和四面體混合非結構化網格，以便更好地考慮湍流邊界層的流動特性。事實上，混合網格是半自動生成的，而六面體結構網格基本上是手動劃分，需要耗費大量的精力。特別是對于螺旋槳這種外形結構復雜的模型，對其進行結構網格劃分是比較困難的，進一步講，目前的商業軟件還無法用結構網格來研究槳船之間的相互干擾。鑒于劃分六面體結構網格的工作量大且復雜，意大利學者Mitja Morgut和Enrico Nobile就結構網格和混合網格對計算結果的影響進行了專門研究，他們選用2個5葉槳分別用結構網格和混合網格進行劃分后計算。結果顯示，在模型比例狀態下，使用混合非結構網格不失為明智的選擇，計算結果與結構網格的計算結果具有相似準確性且網格易于生成［13］。

1.2 基于勢流理論和粘性流理論的螺旋槳水動力性能分析

螺旋槳水動力性能預報經歷了升力線、升力面、面元法以及基于求解RANS方程的CFD方法幾個階段。升力線方法過于簡化導致求解精度不夠，升力面在升力線的基礎上有所進步但由于其是建立在薄翼理論基礎上的，不能精確地描述螺旋槳的幾何外形以至于不能正確的預報槳葉壓力分布和空泡性能，其計算精度也不能令人滿意。面元法能很好地處理槳轂、導邊及槳葉上的空泡影響，更精確地描述復雜的螺旋槳幾何外形，克服升力線和升力面的不足，對復雜的翼身結構作了更為精確的離散化處理，同時消除升力面理論中薄翼假設帶來的導邊奇性，更精確地預估導邊附近和剖面較厚處的壓力分布并能計及槳轂的存在及槳轂對螺旋槳性能和槳葉壓力分布的影響［18］。升力面理論的應用日趨完善，面元法和N-S方程的方法已逐漸成為螺旋槳設計與水動力預報的主流，特別是能提供槳葉表面流動精細描述的CFD方法。雖然升力面和面元法能成功的預報螺旋槳在穩定流和非穩定流中的水動力性能，但是這些理論方法都是建立在勢流的基礎上，計算過程中忽略了粘性影響，因此在工程應用中需要對設計和計算結果進行粘性修正。由于勢流理論忽略粘性力導致我們在研究尺度效應對實船的影響、空泡與黏性流的非線性相互作用、螺旋槳槳葉表面邊界層和尾流渦的結構與力學機理等問題時都無法給出定量的計算結果，特別是勢流計算方法無法捕捉槳葉附近的細節流動如槳葉隨邊渦的結構，嚴重影響了螺旋槳性能的預報精度［17］。基于RANS方程的計算流體力學方法為上述問題的解決提供了有效地解決方案。

求解RANS方程的商業軟件相繼出現并不斷完善，很明顯在螺旋槳水動力性能數值預報方面CFD方法已成為主流研究方向。對湍流模式、網格生成、近壁面模型等CFD關鍵問題不斷改進后，CFD代碼分析復雜流動的能力大幅提高。盡管如此，涉及物理模型的逼真度、數學理論以及如何選擇基準檢驗試驗驗證方案等復雜問題時，CFD方法還存在一定的不確定性，成為CFD研究領域中極具挑戰性的前沿課題。CFD發展至今，雖然RANS，LES和DES等粘流方法在流場預報方面開始起主導作用，但勢流理論的方法仍是螺旋槳設計和計算中最常用的工具。應該指出，緊急倒車工況下推進器的性能預報最具挑戰性，RANS方法不能模擬此時出現的強非定常瞬態分離流，新近發展的LES方法已能實現對緊急倒車敞水螺旋槳的模擬，目前正在向船后槳模擬發展。

RANS粘流方法在螺旋槳水動力預報上有以下幾方面的應用:

1)尺度效應

螺旋槳敞水試驗必須滿足的相似準則是進速系數J、雷諾數Re、弗氏數Fr和相對潛深Hs都屬于限制參數，由于不能同時滿足全部相似準則只能根據試驗特點滿足主要的相似準則，造成模型試驗與實際流動情況的差異，這就產生了粘性尺度效應，實踐中有很多根據經驗得出的方法可用來修正實驗結果，但一般都不具有代表性。估計尺度效應的大小，尋求減小或修正尺度效應的方法成為螺旋槳水動力研究的1個重要課題。

2)空泡與誘導脈動壓力

螺旋槳空泡特性與其激振力、輻射噪聲、槳葉剝蝕及誘導脈動壓力等有直接聯系，在螺旋槳性能預報中非定常螺旋槳的空泡特性顯得尤為重要。各類空泡現象，如局部片空泡、片狀超空泡、泡空泡、云空泡和梢渦空泡等，所采用的數值計算方法主要有經驗方法、升力面方法、面元法和歐拉方程組等勢流方法，以及帶單相和多相模型的RANS方程組和各種方法的耦合。此外，LES方法和DES方法對改善空泡起始和非定常空泡模擬精度的作用開始凸顯。但總體上講，除片空泡圖形外，其他空泡類型和空泡性能的模擬，目前的計算方法都存在不足之處。目前，螺旋槳空泡與脈動壓力試驗技術進展不大，空泡現象和效應的量化測試和結果仍然很不理想。CFD的應用有望解決這個問題，在空泡計算方面，帶單相和多相模型的CFD方法以及氣泡動力學與粘流理論組合的空泡起始預報方法頗具發展潛力，而空泡誘導脈動壓力的預報仍無合適的數值方法，1種基于無粘可壓縮波動方程的預報方法正處于發展起步階段，或許有助于問題的解決。

空泡誘導脈動壓力也是1個重要的研究課題，空泡誘導脈動壓力強烈依賴于空泡的間斷性，以及梢渦空泡的動力特性和空泡統計特征，故船體表面脈動壓力測量除了正確模擬伴流場之外，還必須伴隨相應的空泡觀測。盡管目前表面空泡區域的計算方法已較成熟，但其誘導脈動壓力仍不具備預報能力，而其他類型空泡誘導脈動壓力的數值預報則更成問題，故而現在的預報幾乎均靠模型試驗加上經驗方法來實現。

3)非常規螺旋槳性能

非常規螺旋槳主要指導管槳、部分導管槳、前或后定子槳、端板槳、割劃槳和Z形驅動槳等，特別是對半潛槳(SSP)與表面切入槳(SPP)以及吊倉式螺旋槳推進器(POD)的研究與應用。由于螺旋槳及其部件與船體相互作用的物理機制不是很清楚，因而常規預報方法在預報精度上存在很大的誤差，所以必須研究新的預報方法。CFD技術有助于了解相互干擾的物理機制，這方面的研究已經取得了很大突破。

不同溫度下水樹的生長特性是國內外研究者關注的重點。然而對于在不同的溫度下XLPE電纜中水樹生長的規律，目前的研究尚未得到統一的結論。有研究認為在高溫下水樹生長速率提高，但同時也有研究認為隨著溫度升高，水樹生長速率將下降。另有研究表明低溫下水樹生長速率將增加[9-11]。以往的研究大多集中在研究不同溫度下水樹形態、生長速率等方面，尚未關注在一個較長的老化時期內低溫下的水樹生長特征，例如水樹生長速率隨著老化時間的變化及其原因分析。有關此方面的研究有助于進一步探索水樹在低溫下的生長規律，此外對于提高局部寒冷地區XLPE電纜的絕緣狀態監測及運維管理水平亦有現實的指導價值。

吊倉式螺旋槳推進器(POD)在近幾年發展迅速，與其相關的推進和空泡性能預報、非設計工況的水動力載荷及特殊應用如冰區航行、混合推進方式中的水動力學問題逐漸成為熱點研究課題。雖然CFD的方法在研究吊倉式螺旋槳推進器的空泡性能，包括吊艙姿態、伴流、大轉角和動態操作影響時表現出一定的優越性，但在研究其非設計工況下的性能如螺旋槳力和其他動力效應，包括槳葉水動力及其在吊艙室上誘發的大窄帶脈沖載荷和船的橫搖及航向穩定性等時CFD預報效果也十分有限，這個問題還亟待解決。

4)船/槳/舵及附體相互干擾流動的水動力研究

某些特殊情況下，舵表面會產生1個“負拉力”，如果能充分利用這種現象就能大大降低整船的阻力。另外，除了從舵設計方面考慮推進效率外，空化也都是需要考慮的問題。高功率集中的螺旋槳需要在運行效率和船體表面輻射壓力二者之間維持1種平衡，這種類型的槳經常產生強烈的、空化梢渦和尾渦現象，而這些渦的存在會破壞舵的表面，導致油漆脫落、表面腐蝕。除此之外，流動的切向分量從螺旋槳分離時對舵和螺旋槳葉片形成大攻角空化侵蝕。由于船體、螺旋槳、舵及其附體的共同存在，使得船體尾部流場變得異常復雜，已經不能簡單的用螺旋槳的敞水性能來衡量槳的水動力性能，需要綜合考察尾部流場狀況，權衡影響。意大利學者Roberto Muscari，Andrea Di Mascio采用運動重疊網格技術對INSEAN E1607螺旋槳實際工作環境進行的細致研究，將槳置于實際船體尾部，并且考慮了舵的影響。與此同時也計算了獨立槳的敞水性能，二者比較來看位于船體尾部的螺旋槳表面壓力分布與敞水槳表面壓力分布有很大差異，水動力性能發生了較大變化［10］，由此看來，將船體、槳、舵及相關附體作為1個整體來研究是很有必要的。

1.3 螺旋槳在粘性均勻伴流場和非均勻伴流場中的水動力性能分析

槳盤面處的伴流分布，圖譜設計時僅考慮平均伴流分數，而理論設計需要計入伴流場的影響。目前仍然依賴于模型試驗得到標稱伴流場的數據，經過理論計算得到實船的標稱伴流場作為螺旋槳水動力性能計算的計算條件。實際應用時需要判斷螺旋槳工作的流場狀態，均勻伴流或是非均勻伴流。在隨后的模擬過程中實現均勻伴流場和非均勻伴流場的方式差異很大，判斷模擬過程趨于穩定的方法也完全不同。

螺旋槳大多工作在非均勻海洋或河流環境下，研究其在非均勻流場中的水動力性能更具有實際意義。對于如何實現非均勻伴流場的問題，國內外學者已進行過相關研究，Takayuki WATANABE［2］使用K- ω 湍流模型模擬了非均勻伴流場中孤立螺旋槳的非定常水動力性能，他通過Fluent軟件提供的UDF自定義函數來實現伴流場的非均勻性。Claus D.Simonsen［3］將完整的螺旋槳和船體作為1個整體來求解，從而實現伴流場的非均勻性。我國學者沈海龍等在計算船體粘性非均勻伴流場中螺旋槳非定常水動力性能時綜合采用Takayuki WATANABE和Claus D.Simonsen實現伴流的方法，分別計算了非均勻伴流場中Seiun-Maru HSP螺旋槳和某集裝箱船KP505螺旋槳的非定常水動力性能［4］。在Seiun-Maru HSP螺旋槳的數值模擬中，通過Fluent軟件提供的UDF自定義函數將自行編寫的非均勻伴流場控制程序與求解器結合起來實現了非均勻伴流場中螺旋槳的非定常數值模擬。

1.4 螺旋槳定常和非定常水動力性能分析

船舶實際航行過程中螺旋槳往往工作在非均勻來流中，來流的方向并不總與螺旋槳的軸向重合，斜向進流是比較常見的，這就造成了螺旋槳前方進流的空間非均勻，螺旋槳槳葉產生的推力在旋轉過程中也不是恒定的，即螺旋槳旋轉產生了非定常力。這樣螺旋槳就有了2種不同的水動力性能，因此我們在數值模擬前必須充分考慮螺旋槳的實際工作環境，需要解決的問題是穩態還是瞬態的。

一般情況下定常模擬不論是在網格劃分還是計算要求上相對于非定常模擬要容易一些。目前有2種技術可以實現螺旋槳在定常和非定常狀態下的旋轉運動。一種是在定常狀態下使用相對運動坐標系來實現螺旋槳在流場中的旋轉;另一種是非定常狀態下使用動網格來模擬實際流場中螺旋槳的，比起相對運動坐標參考系技術該技術更忠于螺旋槳的實際運動，但同時技術相對復雜，計算量大，對計算機硬件和網格質量要求也更高［1］。相對運動坐標參考系模型包括單旋轉運動參考坐標系模型和多運動參考坐標系模型，二者都假定流場是定常的，使問題簡化了，但同時計算精度較動網格模型低。滑移網格的出現使我們找到了既能實現螺旋槳非定常模擬又能完全忠于流場中旋轉物體間十分強烈的相互作用的方法，在一定程度上保證了螺旋槳在非均勻流場中非定常數值模擬的精確度。

1.5 湍流模型對螺旋槳水動力性能的影響

Takayuki WATANABE曾在其論文［2］中提到使用K-ω湍流模型模擬非均勻伴流場中螺旋槳的非定常水動力性能，并對K－ω湍流模型中標準K－ω湍流模型和SSTK－ω湍流模型在預報非均勻伴流場中螺旋槳的非定常水動力性能作了對比分析，結果發現這2種模型的預報結果差別不是很大，但是在實際計算中標準K－ω湍流模型的每個時間步所需計算時間最短，所以選取標準K－ω湍流模型是比較實用的。

國內學者黃勝等為研究不同湍流模型在螺旋槳水動力性能預報中的實用性，在CFD流體計算軟件中采用標準模型K－ε，RNGK－ε模型和雷諾應力方程模型(RSM)模擬了敞水螺旋槳在不同進速系數下的推力系數、轉矩系數等。結果顯示這3種湍流模型中標準模型對螺旋槳水動力性能的數值預報存在明顯的缺陷，RNGK－ε模型相對于標準K－ε有所改進，但這種改進仍然沒有拋棄基于渦粘性假設這個基礎，其預報精度的改進是有限的，而RSM模型完全拋棄了渦粘性假設、完全求解雷諾應力的微分運輸方程，并且考慮了壁面對雷諾應力分布的影響，因此具有較其他2種模型更強的模擬能力［9］。該研究對今后各種湍流模型的選取起到一定的指導意義。

2 結語

目前備受關注的CFD方法在研究螺旋槳水動力性能方面表現出較強的優越性，但CFD的本質還是數值計算方法和流體力學理論二者的結合。與螺旋槳有關的流動問題一般是非線性的，自變量多很難求得解析解，用CFD的方法僅僅是可能找出滿足工程需要的數值解，存在一定的計算誤差。所以，要在螺旋槳理論設計與性能預報上取得突破，從根本上還是要在數值方法和理論分析二方面作進一步的研究，而不僅僅是依靠軟件計算。

［1］沈海龍，蘇玉民.粘性非均勻伴流場中螺旋槳非定常水動力性能預報研究［A］.第十四屆中國海洋(岸)工程學術討論會論文集(上)［C］，2009.364-369.

［2］WATANABE T，KAWAMURA T.Simulation of steady and unsteady cavitation on a marine propeller using a rans CFD code［C］.Fifth International Symposium on Cavitation，2003:1-8.

［3］SIMONSEN C D，et a1.RANS simulation of the flow around a ship appended with rudder.ice fins and rotating propeller［C］.11thNumerical Towing Tank Symposium，September 2008.Brest/France:53-58.

［4］沈海龍，蘇玉民.船體黏性非均勻伴流場中螺旋槳非定常水動力性能預報研究［J］.水動力學研究與進展(A輯)，2009，3(2):232-241.

SHEN Hai-long，SU Yu-min.Study of propeller unsteady performance prediction in ship viscous non-uniform wake［J］.Journal of Hydrodynamics(Ser.A)，2009，3(2):232-241.

［5］姚震球，高慧，楊春蕾.螺旋槳三維建模與水動力數值分析［J］.船舶工程，2008，30(6):23-26.

YAO Zhen-qiu，GAO Hui，YANG Chun-lei.3D modeling and numerical analysis for hydrodynamic force of propeller［J］.Ship Engineering，2008，30(6).

［6］王華僑，李玉豐，耿巍麟.基于UGNX的高速摩托艇設計與數字化制造的集成應用［J］.CAD/CAM與制造業信息化，2008，(11):78-83.

［7］胡小菲，黃振宇，洪方文.螺旋槳非定常力的黏性數值分析［J］.水動力學研究與進展(A 輯)，2009，24(6):734-739.

HU Xiao-fei，HUANG Zhen-yu，Hong Fang-wen.Unsteady hydrodynamics forces of propeller predicted with viscous CFD［J］.Journal of Hydrodynamics(Ser.A)，2009，24(6):734-739.

［8］張志榮，洪方文.斜流中螺旋槳性能數值分析方法研究［A］.船舶力學會議論文集［C］，2007，9:139-144.

［9］黃勝，王超，王詩洋.不同湍流模型螺旋槳水動力性能計算中的應用與比較［J］.哈爾濱工程大學學報，2009，30(5):481-485.

HUANG Sheng， WANG Chao， WANG Shi-yang.Application and comparison of diferent turbulence models in the computation ofa propeller s hydrodynamic performance ［J］. Journal of Harbin Engineering University，2009，30(5):481-485.

［10］MUSCARI R，MASCIO A D.Simulation of the viscous flow around a propeller using a dynamic overlapping grid approach［C］.First International Symposium on Marine Propulsors smp'09，Trondheim，Norway，June 2009.

［11］ZARBOCK O.Controllable pitch propellers for future warshipsand mega yachts［C］.FirstInternational Symposium on Marine Propulsors smp'09，Trondheim，Norway，June 2009.

［12］孫娜，嚴長罡，張鐵成.基于Pro/E的螺旋槳曲面建模方法［J］.機械工程師，2010，(10):61-62.

SUN Na， YAN Chang-gang， ZHANG Tei-cheng.Modeling method of propeller blade surface based on Pro/E.［J］.Mechanical Engineer，2010，(10):61-62.

［13］MORGUT M，NOBILE E.Comparison of hexa-structured and hybrid-unstructured meshing approaches for numerical prediction of the flow around propellers［A］.First International Symposium on Marine Propulsors，Norway，June 2009.

［14］CARLTON J，RADOSAVLJEVIC D，WHITWORTH S.Rudder-propeller-hull interaction:the resultsofsome recent research，in-service problems and their solutions［A］. First International Symposium on Marine Propulsors，Norway，June 2009.

［15］李百齊，周偉新，劉曉東.加強流體力學技術研究引領船舶海洋工程創新［J］.艦船科學技術，2009，31(8):17-22.

LI Bai-qi，ZHOU Wei-xin，LUI Xiao-dong.Enhancing ship fluid m echanics research in order to guide innovation of ship and offshore［J］.Ship Science and Technology，2009，31(8):17-22.

［17］王言英.船用螺旋槳理論及其應用研究進展［J］.大連理工大學學報，2006，46(2):306-312.

WANG Yan-ying.Technological advances in propeller propulsion of ships［J］.Journal of Dalian University of Technology，2006，46(2):306-312.

［18］王世君.船舶螺旋槳設計方法的回顧與展望［J］.中國水運，2010，(5):43.

Development and present situation of the propeller hydrodynamic performance

LI Hui，QIU Lei
(College of Naval Architecture and Ocean Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China)

The application of lifting surface theory has became increasingly complete，panel method and the N-S equations approach to propeller design has gradually became mainstream of hydrodynamic prediction，and in particularly the CFD method which can provide detailed descriptions of the blade surface flow.Although the use of viscous flow method to forecast the hydrodynamic performance of the propeller shows strong superiority compared to the lifting line，lifting surface and panel method based on potential flow theory，it is also the most commonly used tools of propeller design and calculation for its integrity.This paper provides the latest research on propeller hydrodynamic performance of domestic and international，which provides a reference to propeller and propeller-related research.

propeller;hydrodynamic performance;CFD;potential flow theory

U661.1;U664.33

A

1672-7649(2011)12-0003-06

10.3404/j.issn.1672-7649.2011.12.001

2011-04-28;

2011-06-28

李卉(1986-)，女，碩士研究生，主要研究方向為船舶操縱控制與新型推進技術、船舶水動力學及船舶計算流體力學。