随着近年来能源紧缺、石油价格上涨以及温室效应等问题,绿色船舶设计作为一股新风逐渐引起行业内相关人员的重视。长久以来,船舶航运业一直是消耗能源的重要行业,同时也导致了温室效应等一系列环境问题。因此,通过相关技术革新,绿色船舶节能设计成为世界各国造船界和航运界研究的重要课题。国际海事组织(IMO)近年来尤其重视对船舶节能减排以及对船舶“绿色化”建造的引导,并推出了强制性的船舶能效设计指数(EEDI,Energy Efficiercy Design Index)。EEDI的设立为造船界设定了以二氧化碳排放为指标的船舶能耗标准,将从设计建造阶段对船舶能耗提出新的更高标准的要求。降低船舶能耗的一个重要手段是对船舶安装船舶节能装置,因为相对船型优化、主机传动优化等其他手段,安装船舶节能装置工艺简单、风险低、效果明显,同时适用范围广。近年来,船舶节能装置的设计和应用越来越受到有关设计人员和船舶海运市场的重视。目前,相关研究人员对于船舶节能装置的设计研究主要基于模型试验方法展开。模型试验方法在船舶节能装置的设计中存在先天的劣势,因为船舶节能装置的设计需要通过对船尾复杂细节流场进行精确评估,通过不断优化节能装置的各项设计参数和安装位置来达到最优效果,这导致完全采用模型试验来进行船舶节能装置设计成本高昂。同时,传统的势流方法也无法对细节流场进行提取,因此采用计算流体力学方法进行CFD数值模拟在船舶节能装置设计中逐渐成为一种重要的手段。本文的工作基于课题组自主研发的船舶与海洋工程水动力学CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,采用重叠网格技术进行全粘性流场计算。为了验证求解器以及重叠网格技术的可靠性,本文首先采用2015年东京CFD研讨会标准船型JBC船进行船-桨配合的自航计算,通过与模型试验的对比分析来确保数值计算的精度。为了进一步对安装有节能装置的VLCC和JBC两型船进行自航性能和节能装置效果的有效评估,本文对两型船分别进行带/不带节能装置静水阻力计算分析、螺旋桨敞水性能计算分析以及带桨强制/纯粹自航计算分析,通过全面系统的计算完成带节能装置、船-桨配合的船舶自航性能预报以及节能装置效果分析评估。