随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,在人们日常生产和生活过程中,往往会产生大量的水面废弃物。由于这些废弃物种类繁多、来源复杂,使得水域环境污染治理难度大。采用明轮推进的清洁船具有防缠绕、回转性好、适应浅航道等优点,能够对水域进行自动化的漂浮垃圾和水草收集。　　本文首先介绍了明轮的主要几何特性参数,应用动量定理对理想推进器的推力进行计算,建立了明轮旋转运动的速度三角形,推导了理论情况下蹼板受到的力和转矩,并采用量纲分析法对明轮的相似理论做了分析,确定了影响明轮水动力性能的主要特性参数。　　采用计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,简称CFD)技术对明轮在水中旋转问题进行数值模拟,以期为明轮设计提供一定的参考价值。采用有限体积法,对描述水流运动的紊流模型和描述自由液面波动的方程进行了离散,建立了二维的明轮数学模型,然后基于FLUENT软件对明轮出入水过程中所产生的波浪及其传播过程进行了模拟研究,通过和明轮实验的比对,表明模拟结果与试验数据吻合较好,并可以反映出趋势变化情况。再利用该模型进一步研究了明轮兴波的自由面、速度场以及压力场的变化特征。　　考虑到影响明轮推进的影响因素众多,本文选取了水流进速、明轮旋转速度、浸深比这三个重要的因素,分析了在这三种不同因素下对明轮的自由面兴波的影响、明轮的水动力性能的变化规律。通过改变蹼板入水角度对明轮进行了分析设计,并探讨了明轮在不同浸深比和不同转速下蹼板对应的最佳角度值。　　最后,本文实际的明轮清洁船作为试验对象,对明轮清洁船的主要性能参数做了实船测量。通过实测资料,验证了数值模拟结果与实测资料所记录的现象一致,并确定了实船的最佳效率对应的转速范围。　　研究结果表明:该数值模型对明轮旋转的水动力性能研究具有一定工程意义和实际的参考价值。