集成电机推进器(IMP)是近来出现的一种高技术含量的电力推进器。由于现有的波浪推进无人艇在靠离码头和应急避碰时需要启用辅助动力装置,而国产的船用挂机在海上工作时可靠性较差,而且寿命低。因此,本文综合地进行了电机设计、水动力性能计算、桨叶和撑杆的强度分析以及电机散热计算,为波浪推进无人艇设计有桨轴型集成电机推进器。推进器的外观设计借鉴导管桨和吊舱推进器。首先通过Ansoft Maxwell的电机分析模块(RMxprt)为推进器设计出永磁无刷直流电机的主要尺寸参数,得到主要性能和机械特性;然后依据电机的额定转速、转矩、转子和定子的尺寸等参数选择合适的螺旋桨和导管型号,并通过Solidworks进行机械结构设计。本文设计的有桨轴型集成电机推进器的外观与JD7704-Ka4-55的导管桨相似,且采用相同的螺旋桨。在Star-ccm+软件上分别使用移动参考系法和滑移网格法,计算导管螺旋桨的敞水性能,经与图谱试验值对比,验证了数值模拟方法的准确性,同时比较了SST k-?和标准k-?两种常用湍流模型对计算结果的影响。在此基础上,对有桨轴型集成电机推进器进行了水动力性能计算,并分析了其水动力性能不如导管桨的原因。通过双向流固耦合方法计算得到桨叶材质为5083铝合金的导管桨水动力性能和桨叶最大应力与应变随进速系数变化的曲线。通过导管桨敞水性征曲线与图谱试验值的比较对比,验证了双向流固耦合方法的可行性,并对比了5083铝合金材质与铝镍青铜材质桨叶的结构强度。用相同方法对有桨轴型集成电机推进器的桨叶强度进行了校核,验证了使用5083铝合金材质桨叶的可行性。结合水动力计算结果,通过Solidworks Simulation对撑杆进行静应力分析,设计出满足强度要求的撑杆。简化电机的结构,为电机定子设置热源,通过流固耦合热传递的方法计算了集成电机推进器在不同进速系数和不同转速时的散热情况,得到电机定子和导管内间隙流场的温度场,分析了推进器的轴向间隙对散热和推力的影响。最后通过重叠网格计算了无人艇模型的静水阻力,并与船模静水阻力试验数据对比,验证了方法的可行性。在此基础上,通过体积力螺旋桨法,应用设计的有桨轴型集成电机推进器,对安装一个和两个IMP时的无人艇在静水中航行时的航速进行了预报;接着预报了安装一个IMP和首固定翼的无人艇在静水和迎浪规则波中航行时的航速。