随着管理船舶有效运营指数:能源效益设计指数(EEDI)、能源效益营运指数(EEOI)的生效,节能减排已成为不可逆转的大趋势。为解决船舶排放问题,首先要从减少能耗入手。而船舶阻力的增加会伴随能源消耗过大、增加CO2排放量的问题,所以关注因外在因素导致的增阻增能耗增排放现象,针对长江流域某舰体,研究其外壁面附着污损情况下带来的航行阻力变化,分析航速、表面状况与阻力三者之间的关系;基于污损增阻的研究结果,进而对不同污损的释放行为进行探究,分析污损释放的可实现条件,对于去污减阻降能耗具有重要意义。采用CFD方法,结合经验公式,研究光滑表面的目标舰体船模在多航速下的航行阻力,结果表明采用RNG k-ε湍流模型和VOF方法来计算带自由面的舰体周围流场的数值方法是可行的。进而模拟附着污损状况下的舰体在不同航速下的阻力变化,结果表明,在轻度污损阶段,粗糙度越小,增阻带来的影响越大;而对于重度污损而言,最高航速时重度污损Ⅲ阶段的增阻比轻度阶段粗糙度为1mm时的增阻大2.5倍还多,且重度污损阶段的增阻能达到光滑舰体阻力的36%～65%,所以重度污损的影响不容忽视。最后在对粗糙表面船体的阻力估算中,涉及到粗糙度补贴系数ΔCf,由于不同类型、不同尺寸的船体补贴系数不同,考虑实船和船模之间尺度效应,仿真计算了目标舰体的粗糙度补贴系数,同时发现粗糙度补贴系数的经验推荐值不适用于重度污损情况。基于污损造成的严重增阻结果,结合流固耦合理论,通过数值分析方法,针对影响舰体表面的防污性能参数:涂层厚度和弹性模量E,研究了附着在有机硅防污涂层上的“硬污损”藤壶和“软污损”石莼(Ulva)孢子的释放行为。计算结果显示,涂层厚度、弹性模量对“硬污损”藤壶的释放均有一定影响,但单一变量的影响不及涂层复合变量(E/T)0.5的影响。对于复合变量(E/T)0.5较低的涂层,由于污损与其之间的弱粘结作用,藤壶可在较小外力下释放,且涂层弹性模量较低时,藤壶的释放行为更倾向于剥离方式,而对于高弹性模量的涂层,释放依赖于剪切方式;对Ulva而言,防污涂层的弹性模量较小时,在其表面附着的孢子更容易释放,而涂层厚度对Ulva孢子的释放没有明显影响。当Ulva孢子的粘合胶垫足够厚,以致于粘合胶垫与涂层的接触角大于90°时,接触边缘处的应力奇异性较强,Ulva孢子会在粘合胶垫与涂层接触的边缘处释放。