近年来,一种新型集成电机推进器(也称无轴轮缘推进器,Shaftless RimDriven Thruster,简称无轴推进器,RDT)正在不断地发展。为了进一步提高这种新型推进器的性能,课题组创新性提出了一种对转无轴轮缘推进器,它将无轴轮缘推进器和对转螺旋桨(Contra-Rotating Propeller,简称CRP)进行有机融合,具有结构紧凑、高推力、高效节能和低噪音的优势。这种新型推进器的设计理念、水动力性能和流场特征均有别于常规桨。鉴于此,本文将研究基于CFD对转无轴轮缘推进器水动力性能的计算方法,探讨叶数、桨距及转速对其性能的影响规律,并提出其优化途径,具体工作如下:(1)利用常规对转桨实验数据验证了本文提出的数值仿真方法的准确性。结果表明:Standard k-e、RNG k-e、Realizable k-e和SST k-?等四种湍流模型的定常计算结果十分接近。在进速系数为1.1时,基于Standard k-e湍流模型的非定常法预报精度比定常方法稍高,但其占用的计算机资源及时间远大于定常方法。通过这两种方法计算得到的总推力系数及总扭矩系数的值与实验值的误差均分别小于0.5%及2%,满足计算要求。通过计算域与网格数量的独立性分析进一步论证了本文计算方法的合理性。同时,本文的仿真方法能够很好地捕捉流场细节,为分析对转无轴轮缘推进器的微小间隙流场提供了条件。(2)分别建立了对转无轴轮缘推进器的有间隙模型及无间隙模型,对其进行水动力性能计算,并将轮缘摩擦扭矩计算值与经验公式值进行对比。结果表明:前后域的总扭矩计算值与经验公式值分别相差1.56%及4.08%,说明了计算方法的合理性;间隙的存在与否虽然对总推力值影响不大,但对扭矩值的影响较大,因此在建立对转无轴轮缘推进器模型时不应忽略间隙;对转无轴轮缘推进器的推力系数、扭矩系数及效率均大于单桨无轴轮缘推进器,并随着进速系数的增大,前者的效率优势逐渐突显。(3)利用数值仿真方法分析了叶数、桨距及转速等参数对对转无轴轮缘推进器的影响规律,结果表明:a)前桨叶数一定时,随着后桨叶数的减小,总推力及总扭矩均有所减小,但其敞水效率十分接近,而桨叶数的增大会改善其振动性能;b)随着轮缘长度的减小,总推力系数及扭矩系数均先减后增,效率逐渐增加,而轮缘长度改变引起的桨距改变,对总推力系数及总扭矩系数均影响较小;c)平行中体长度的减小会使总推力系数及总扭矩系数均略微上升,而效率随之先增后减。d)在入口速度小于6m/s左右时,随着前后桨转速的减小,推进器性能逐渐提高;但当入口速度大于6m/s左右时,随着前后桨转速的减小,推进器性能逐渐降低。