为了提升运输效率、节约运输成本,船舶在向大型化的方向发展,这使得港口与航道变得拥挤,同时大型船舶的操纵性能降低,容易发生撞击事故。为了确保船舶在航行中的安全,需要对船舶的停船性能进行更为深入的研究。本文使用了基于开源计算流体力学软件OpenFOAM开发并结合了重叠网格技术的船舶与海洋工程水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU,对KVLCC2船模的数种停船操纵方式进行了数值模拟。本文首先对不操舵紧急倒车操纵进行了数值模拟,得到了冲程、横距等停船参数,并与NMRI水池的数据进行对比,验证了本文中所采用数值方法的可靠性。通过对倒车停船过程中船周流场的分析,解释了倒车效应产生的原因:在倒转螺旋桨的作用下,排出流与船尾发生相互作用,其中右侧排出流受到船尾的阻挡,造成右侧船尾压力升高,从而推动船尾向左,导致船首右偏。另外本文还考虑了浅水效应对倒车停船操纵产生的影响,通过对停船参数和流场情况的对比得出,浅水中船体阻力增大,同时船尾流速增加,倒转螺旋桨进速增大,其排出流与船体的相互作用增强,使船舶受到的纵向力和转矩都增大,所以浅水中倒车停船的停船纵距以及停船时间减小,转艏角度增加。随后本文对满舵紧急倒车操纵进行了数值模拟。发现左满舵紧急倒车会改变船的偏移方向,同时减少停船纵距和时间;而右满舵紧急倒车会增加停船距离与时间,同时使停船横距大幅减小。在对流场进行分析之后发现,桨后舵阻挡了流体向前流动,导致倒转螺旋桨的进速降低,在倒车操纵中减小倒车效应。同时倒转螺旋桨增加了舵周围的伴流速度,降低舵的进速,使舵效变差。之后本文对停车转舵操纵进行了数值模拟。在对比了带桨与不带桨KVLCC2船模进行停车转舵操纵时的船尾压力分布与流场情况后,发现静止桨的影响可以忽略不计。于是本文对仅带有舵的KVLCC2船模进行了3个水深工况下的停车转舵操纵数值模拟,通过对停船参数、流场情况的对比,发现浅水中的船尾伴流速度增加,导致舵的进速降低,舵效变差,停车转舵操纵的效果不佳,所以在浅水中停车转舵会使停船距离变大、时间增加、转艏角度变小。最后本文对深水与浅水中的回转规避操纵进行了数值模拟,在对停船参数和流场进行对比分析后发现,浅水中船后伴流速度增加,桨与舵的进速减小,效果变差,提供的推力和转艏力矩减小,所以船舶在浅水中转向能力变差,回转直径增大。在综合对比了本文中数值预报的各种停船方式参数之后得到结论,当需要船舶完成停船操纵后停下时,左满舵倒车停船操纵具有最小的停船纵距与停船时间,右满舵倒车操纵具有最小的停船横距。回转规避操纵的规避纵距和时间最短,但在操纵完成后仍存在较大航速。本文的计算结果可以为停船方式的选择提供参考,而实际采用何种方式需要根据具体情况而定。