无轴轮缘推进器是船舶动力系统中一种比较先进且新颖的推进装置。区别于传统螺旋桨,无轴轮缘推进器在结构上舍弃了传统的轴系结构,将螺旋桨桨叶与电机通过旋转环直接相连。因为这样的结构特点,使得无轴轮缘推进器具有了空间利用率大、推进效率高、隐蔽性好等特点。本文对无轴轮缘推进器进行三维建模,使用CFD计算方法对无轴轮缘推进器进行了水动力性能预报试验,并通过对设计参数的响应面模型试验完成对无轴轮缘推进器的优化设计方案。为验证计算方法的正确性和可行性,本文首先以Ka型螺旋桨和No.19A导管的组合为例,在UG软件中进行三维建模后,在STAR-CCM+软件中进行CFD计算,将得到的计算结果与试验值对比分析,发现数据相似程度良好,证明了计算结果的正确性,也同时验证了用CFD计算方法预报螺旋桨水动力性能的可行性。在无轴轮缘推进器的水动力计算分析中,对桨叶选取螺距直径比、侧斜角、后倾角和内梢圆直径比四个设计参数,分别计算分析这些参数变化对螺旋桨水动力性能的影响趋势。结果发现螺距直径比的变化对无轴轮缘推进器水动力性能影响最大,侧斜角影响程度次之,后倾角和内梢圆直径比对螺旋桨水动力性能基本无影响。影响趋势为:螺距直径比增大,推力系数、扭矩系数和敞水效率都随之增大;侧斜角增大,推力系数、扭矩系数和敞水效率呈下降趋势,但效果并不明显;后倾角和内梢圆直径比对推力系数、扭矩系数和敞水效率的影响基本不明显。最后针对四个参数建立响应面模型,通过对响应面模型的方差分析,得到二次多元回归模型方程,并通过最优条件试验得到的最佳工艺条件,通过数值模拟计算,验证了结果与响应面试验对敞水效率预测值相符,表明此方程可以真实反映各因素对敞水效率的影响。