江海直达船是一种新型船舶,它兴起于上世纪90年代。主要特点有:运营成本低,货物损耗少,货物周转时间短。基于以上几点,江海直达船可以有效弥补我国江海货物运输的不足,符合现代物流的发展趋势。内河船舶大型化是我国内河船舶的发展趋势,江海直达船作为典型的内河船舶之一,是我国近几年重点发展的新船型,其大型化趋势会导致在内河浅航道中航行时发生浅水效应,影响它的阻力和推进性能。近年来,数值计算在研究船舶浅水效应方面大多仅就浅水阻力性能进行了分析,并没有对流场信息等作进一步讨论,且很少有学者做过浅水自航方面的研究。浅水试验数据不足等问题导致之前学者对浅水效应的数值研究缺乏一定的可靠性。针对上述问题,采用模型试验与数值模拟相结合的方法研究江海直达船浅水中的自航特性,主要工作包括:以KVLCC2为对象进行了螺旋桨敞水、阻力的数值模拟并与试验结果进行对比,验证了数值方法的有效性;通过采用船桨整体建模法和体积力法进行自航的数值模拟,对比了两者的优缺点,发现体积力法有着更高的计算效率,但在流场细节描绘和部分自航因子计算上有一定的误差;通过在H-O体积力模型的基础上添加力源沿周向的分布函数,更好地描绘出了流场细节,同时也在一定程度上改善了传统的体积力法在推力减额等自航因子上的计算误差。以江海直达船为对象,进行了螺旋桨敞水模型试验与数值模拟,为后续的自航预报提供了依据;通过阻力的数值模拟,分析了水深和傅氏数对阻力系数和航态的影响,发现随着水深的变浅,阻力系数逐渐增大,首倾现象更为明显;通过捕捉兴波波形、船底流速等流场细节并进行分析,发现随着水深的变浅,兴波波长明显增大,船尾回流速度增大;通过自航的数值模拟,探讨了水深和傅氏数对自航因子的影响,对比了不同水深条件下螺旋桨区域的速度分布,发现随着水深的变浅,推力减额和伴流分数有所增加,推进效率有所下降,同时周向伴流不均性更为明显。以KVLCC2和江海直达船为对象,对比了单桨船和双桨船在浅水自航中的相同与不同,发现与KVLCC2相比,在水深傅氏数相近的条件下,江海直达船更为宽扁的船型导致其浅水效应更为明显。通过研究浅水对江海直达船自航性能的影响,得出的部分规律可以很好地为江海直达船船型优化和螺旋桨设计提供依据。