长航程AUV是自主水下机器人发展的新趋势,它具有维护简单、制造成本低、可重复大量投放的特点,最主要的是它具有续航时间长、航程远的特点,可以满足人们对广袤海洋进行长时间大范围观测的需求。低速高效AUV推进装置是在《可组网模块化长航程水下滑翔机研制》项目的支持下,面向长航程AUV展开的研制工作。在各式各样的推进方式中,螺旋桨推进装置是取得推力效率最高的装置。本论文围绕设计低速高AUV效推进装置展开研究,利用升力线理论对螺旋桨进行优化设计,使用计算流体动力学对AUV和螺旋桨进行仿真校核,其主要研究内容包括:1、螺旋桨的设计。根据AUV的外形和所需航速,通过计算与仿真得到AUV航行阻力,其大小等于AUV螺旋桨产生的推力。计算出螺旋桨推力和进速之后,利用MATLAB中OpenProp设计螺旋桨,然后利用Solidworks建立模型,接着用CFX水动力仿真软件计算并验证所设计的螺旋桨是否满足设计要求,即敞水效率是否达到设计要求。2、传动部分设计。在使推进器整体效率最大的前提下,根据所设计螺旋桨的转速和转矩,选取与之相匹配的电机和减速器,并且传动效率必须高。为了解决深海中的耐压舱的强度条件和密封问题,确定了推进装置舱体油压补偿的结构形式和磁耦合联轴器带动螺旋桨的传动方式。3、螺旋桨与AUV的匹配问题。为了研究螺旋桨和AUV艇体之间的相互影响,本文将孤立的螺旋桨和孤立的AUV艇体联系起来。使用近似方法,把AUV艇体和螺旋桨仍然看作是孤立的,认为螺旋桨是在AUV艇体后流场中单独工作,而AUV艇体位于螺旋桨所影响的水流中运动,这样就把孤立的螺旋桨和孤立的AUV艇体相联系起来,于是可以把螺旋桨敞水仿真结果和AUV阻力仿真结果用于AUV-螺旋桨的整个系统。