海洋工程装备是开发、利用和保护海洋所使用的各类装备的总称,是海洋经济发展的前提和基础;高技术船舶具有技术复杂度高、价值高的特点,是推动我国造船产业转型升级的重要方向。海洋工程装备和高技术船舶处于海洋经济产业链的核心环节,推动海洋工程装备和高技术船舶发展,是促进我国船舶工业结构调整转型升级、加快我国世界造船强国建设步伐的必然要求,对维护国家海洋权益、加快海洋开发、保障战略运输安全、促进国民经济持续增长、增加劳动力就业具有战略意义。目前,螺旋桨是海洋工程装备中普遍使用的船舶推进器装备。船舶在低速航行时,操控性能下降显著。其原因是船舵产生的横向力的大小与船舶航速有关,在船只经过海峡、返回港口或与其它船只靠近时都只能低速航行,导致此时船舵产生的横向力变小,船舶操控性下降。摆线推进器与螺旋桨相比,本质的区别在于推力方向与推进器旋转轴的相对位置不同:螺旋桨的旋转轴与推力方向相同,而摆线推进器的旋转轴与推力方向则互相垂直。推力大小由推进器旋转速度决定,推力方向由叶片角度决定。摆线推进器并不存在主要的推力方向,从而弥补了螺旋桨的缺陷。本文介绍摆线推进器的工作原理,研究摆线推进器水动力性能的相关参数,依据福伊特公司的摆线推进器为参考,设计了新的摆线推进器叶片和推进器参数,通过fluent软件进行了该摆线推进器敞水性能CFD计算,与《摆线推进器的理论计算方法》模型实验结果对比证明计算结果的有效性;参考法国某拖轮设计了一个适合于摆线推进器的拖轮线型,利用fluent进行建模和计算,研究了该船型的阻力特性,并给出了阻力性能曲线和推进器盘面处的伴流场分布,为其自航试验和分析做准备;针对上文的摆线推进器和拖轮线型,进行了自航试验数值模拟,分析其船桨配合推进性能,给出该船型推力减额、伴流分数以及船身效率和相对旋转效率等特性,为摆线推进器船型的进一步研究提供了重要的理论和数据依据。本文的创新点有以下三点:(1)在分析摆线推进器工作原理基础上,参考已有摆线推进器基本形式,设计了一个新的摆线推进器(包括叶片和推进器参数等),并进行了 CFD建模和计算,计算结果表明具有较优的敞水性能,其推力系数和敞水效率都高于《摆线推进器的理论计算方法》模型实验的结果;(2)以法国某拖轮为母型船,设计了一条适合于安装摆线推进器的拖轮线型,进行了CFD建模与计算,获得了阻力特性曲线;(3)首次进行摆线推进船型自航数模试验,研究了数模自航试验方法,给出了自航试验推进性能曲线,伴流分数、推力减额分数、船身效率以及相对旋转效率等特性。为摆线推进器船型的进一步研究打下了重要基础。