近年来,随着世界航运业的发展和国际能源局势的加剧,船舶节能技术越来越受到世界造船业和航运业的重视。螺旋桨作为当今船舶的主要推进装置,针对它的附加节能装置则成为研究的热点。螺旋桨毂帽鳍是近年来研制的一种在桨毂帽处安装整流鳍板的新型节能装置。关于毂帽鳍的深入研究目前还在起步阶段,而且研究方式基本上是试验研究,从理论上寻求一种适宜的设计方法,对于毂帽鳍的推广应用是很有实际意义的。本文以环流理论为基础,探讨了采用定常升力线理论中的诱导因子法计算螺旋桨和毂帽鳍的水动力性能的新方法。把毂帽鳍视为涡轮桨串列在桨后,按最佳环量分布法设计较高效率的毂帽鳍形状。运用Fluent软件模拟定常情况下加装毂帽鳍后螺旋桨的水动力性能,并对桨叶和鳍叶在高低进速下叶背、叶面的压力和速度分布进行了详细地分析,分析验证毂帽鳍作用的机理。计算了在不同进速系数下的推力和扭矩系数,并以此绘制了相关的敞水特性曲线,并通过母型桨和试验桨的对比,得到了比较满意的结果。采用Fluent模拟的方法,以螺旋桨效率为基础,通过系列的模型试验模拟,定量探讨在螺旋桨毂帽处加装毂帽鳍之后,其对螺旋桨效率的影响,同时还确认了诸如毂帽形状、鳍叶数量、尺寸、形状、安装角等多个直接影响螺旋桨效率的敏感因子的最佳参数范围。系统分析了毂帽鳍节能降噪的机理及其受力特点,并考虑了计及舵影响下毂帽鳍的性能,表明毂帽鳍具有结构简单节能效果良好的特点。