某小型自航絞吸挖泥船快速性研究

李 思李 允

（1.寧波海事局 寧波 315020；2.中國(guó)人民解放軍92713部隊(duì) 寧波 315020）

某小型自航絞吸挖泥船快速性研究

李 思1李 允2

（1.寧波海事局 寧波 315020；2.中國(guó)人民解放軍92713部隊(duì) 寧波 315020）

為了研究如何在惡劣條件下保障小型自航絞吸挖泥船快速性，文章采用數(shù)值模擬的方法，在船-槳系統(tǒng)下對(duì)某自航絞吸挖泥船進(jìn)行快速性研究，論述了船首槽道尺寸對(duì)阻力的影響，船體、導(dǎo)管螺旋槳水動(dòng)力性能受槳軸浸深影響的變化規(guī)律，并設(shè)計(jì)出推進(jìn)器的優(yōu)化使用方案。

絞吸挖泥船；快速性；導(dǎo)管螺旋槳；浸深

引 言

在社會(huì)不斷發(fā)展、船舶設(shè)計(jì)提倡一體化、模塊化，更強(qiáng)調(diào)綠色造船設(shè)計(jì)理念的今天，船舶快速性研究顯得十分重要。大型與小型自航絞吸挖泥船的設(shè)計(jì)理念不同，研究側(cè)重點(diǎn)也各不相同。作業(yè)于內(nèi)河水域的小型自航絞吸挖泥船屬于內(nèi)河淺吃水肥大型船，吃水要求苛刻、方形系數(shù)較大、船首線形特殊（有絞刀槽道），在設(shè)計(jì)中布置困難較大、快速性的保障也是關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以作業(yè)于黑龍江中游水域的某小型自航絞吸挖泥船為重點(diǎn)進(jìn)行了快速性研究。

1 船 型

1.1 主尺度

設(shè)計(jì)船型作業(yè)水域?yàn)楹邶埥卸?，黑河至伯力（哈巴羅夫斯克）河段，沿小興安嶺東側(cè)，流至三江平原，水道崎嶇復(fù)雜，深淺變化較大。21世紀(jì)80年代以前，航道平均水深在5～6 m，淺灘枯水期不足3 m。隨著氣候變化，水位逐年下降，目前，該段航道平均水深為3～5 m，淺灘枯水期水深甚至只有1.8 m。

綜合考慮航道特征、作業(yè)功能、總體布置、橋梁和船閘限制等方面。參考相同疏浚能力的絞吸挖泥船，基于船舶的實(shí)際需要、設(shè)備尺寸等因素，確定船舶設(shè)計(jì)主尺度（見表1）。

表1 主尺度

1.2 推進(jìn)系統(tǒng)

我國(guó)電力推進(jìn)系統(tǒng)在小型船舶中的應(yīng)用并不普及［1］。電力推進(jìn)功率利用率高、布置靈活、操作方便，雖然初期投入較高，但長(zhǎng)期來(lái)看經(jīng)濟(jì)性好。本船選用同步柴油機(jī)、交流電力推進(jìn)設(shè)備，選取具有0.65 m的可調(diào)浸深的舵槳裝置推進(jìn)，設(shè)計(jì)推進(jìn)器為19A導(dǎo)管，Ka型導(dǎo)管螺旋槳，螺距比為0.98。

1.3 模 型

本文采用CATIA對(duì)船舶進(jìn)行數(shù)值模擬，能夠較好地模擬船體形狀，模型見圖1、圖2。

圖1 螺旋槳模型示意圖

圖2 船-槳模型示意圖

1.4 網(wǎng)格劃分

1.4.1 網(wǎng)格選取

在CFD計(jì)算中采用的網(wǎng)格，可以分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格［2］。Star-CCM+的Trim網(wǎng)格（六面體核心網(wǎng)格）具有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格計(jì)算穩(wěn)定且易于收斂的特點(diǎn)，又同時(shí)兼具非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適應(yīng)性良好的特點(diǎn)，能夠保證對(duì)于自由液面捕捉精確性［3］。本文在計(jì)算船體阻力時(shí)對(duì)于計(jì)算域采用Trim網(wǎng)格進(jìn)行劃分。在進(jìn)行螺旋槳敞水計(jì)算模擬和船-槳模型計(jì)算模擬時(shí)，為精確模擬流場(chǎng)的情況，采用兩套網(wǎng)格，外域用Trim網(wǎng)格進(jìn)行填充，內(nèi)域用Advancing Layer Mesher網(wǎng)格進(jìn)行填充。

1.4.2 網(wǎng)格加密

本文對(duì)船體周圍網(wǎng)格、自由液面網(wǎng)格、螺旋槳網(wǎng)格和交換面網(wǎng)格著重進(jìn)行加密。圖3為螺旋槳模型網(wǎng)格加密示意圖。

圖3 螺旋槳模型網(wǎng)格加密示意圖

當(dāng)處理近壁面流動(dòng)時(shí)，引入無(wú)量綱參數(shù) y+［4］，一般較好的第一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)位置應(yīng)是使y+處于30到500之間。本文邊界層網(wǎng)格的最小網(wǎng)格尺度?，按下式計(jì)算［5］：

式中：L為模型設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)；y+為近壁面第一層網(wǎng)格的無(wú)量綱距離；Re為雷諾數(shù)。本文取y+=100來(lái)劃邊界層網(wǎng)格，wall y+滿足要求。

1.4.3 網(wǎng)格數(shù)量

Tzabirasf 的研究表明：當(dāng)網(wǎng)格尺度達(dá)到一定限值后，即使網(wǎng)格數(shù)量提高 50%，對(duì)于計(jì)算結(jié)果的影響也不大［6］。本文首先進(jìn)行網(wǎng)格劃分的試算。取航速在3 m/s的情況進(jìn)行試算。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量在313萬(wàn)時(shí)，誤差為2.7%；當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量在246萬(wàn)時(shí)，誤差為3.9%；當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量在209萬(wàn)時(shí)，誤差為5.1%。綜合計(jì)算機(jī)硬件水平能達(dá)到的計(jì)算效率，本文根據(jù)網(wǎng)格數(shù)量為230萬(wàn)左右范圍設(shè)定網(wǎng)格尺寸進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)改變船體表面網(wǎng)格尺寸、體網(wǎng)格尺寸的設(shè)置來(lái)控制網(wǎng)格數(shù)量。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 船舶阻力

船體總阻力由興波阻力、摩擦阻力和粘壓阻力構(gòu)成。淺水航道對(duì)于船舶阻力的影響很大。目前主要有三種方式計(jì)算船體阻力：經(jīng)驗(yàn)公式法、試驗(yàn)方法、CFD模擬方法。CFD方法具有較高的精度、時(shí)間、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，并且能展示流場(chǎng)中細(xì)節(jié)。

2.2 面元法

螺旋槳水動(dòng)力研究方法有升力線理論、升力面理論和面元法等方法［7］。面元法將求解整個(gè)三維流場(chǎng)中速度場(chǎng)的過(guò)程轉(zhuǎn)化為任意邊界面上奇點(diǎn)強(qiáng)度求解［8］。其對(duì)螺旋槳的壓力分布、推力及轉(zhuǎn)矩的預(yù)報(bào)具有較高精度。

2.3 數(shù)值模擬理論

CFD是計(jì)算流體力學(xué)的簡(jiǎn)稱，該方法將流體運(yùn)動(dòng)、傳熱等的偏微分方程組都通過(guò)計(jì)算機(jī)求解［9］。其優(yōu)點(diǎn)在于能用較少的時(shí)間、費(fèi)用獲得大量研究結(jié)果［10］。本文采用的Star-CCM+軟件將網(wǎng)格劃分、求解、后處理等功能集于一體，數(shù)值算法穩(wěn)健準(zhǔn)確、物理模型覆蓋面寬廣［11］。

本文研究流體假設(shè)為粘性不可壓縮，可忽略其熱交換量，需要遵守質(zhì)量守恒方程和動(dòng)量守恒方程。SST k-ω模型綜合了標(biāo)準(zhǔn)k-ω模型在近壁區(qū)計(jì)算及RNG k-ε模型在遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，在求解湍流粘度時(shí)計(jì)及湍流剪切應(yīng)力輸運(yùn)的影響［12］，考慮了正交發(fā)散項(xiàng)。SST k-ω模型對(duì)逆壓梯度流動(dòng)，近壁區(qū)及遠(yuǎn)場(chǎng)的計(jì)算，均能達(dá)到比較好的結(jié)果。因此本文的湍流控制方程采用SST k-ω模型。

現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)界面追蹤問(wèn)題的數(shù)值求解方法主要包括VOF、Level set、相域法等。本文采用的是能有效處理復(fù)雜幾何體及波浪破碎影響的VOF法。

3 船型優(yōu)化

3.1 CFD方法精度驗(yàn)證

為驗(yàn)證CFD方法研究船舶阻力的精度，本文將CFD數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與船模試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，見圖4。

圖4 CFD模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖

可以看出，用CFD方法模擬船舶阻力的誤差在5%左右，達(dá)到工程研究需要。在低航速情況下Star-CCM+的模擬結(jié)果較為準(zhǔn)確。本文中航速變化范圍在1.5～4 m/s以內(nèi)，結(jié)果能達(dá)到精度的需要。

3.2 槽道尺寸對(duì)船體阻力的影響

槽道的存在影響水面垂向振蕩情況，會(huì)使船首波波峰后移，興波明顯，阻力增加。水流在開口區(qū)域會(huì)形成渦流，增加了船首與開口之間的壓力梯度，形成形狀阻力。槽道處流速較小，會(huì)造成壓差阻力。

圖5 船首槽道流場(chǎng)細(xì)節(jié)圖

在進(jìn)行船型優(yōu)化時(shí)，尺寸和排水量的限制要求對(duì)型線不能作太大調(diào)整。通過(guò)對(duì)船首流場(chǎng)的分析，本部分在5 m水深、航速為3 m/s情況下，對(duì)其他尺寸均相同僅槽道尺度變化的四個(gè)船模進(jìn)行阻力計(jì)算，槽道尺寸及阻力計(jì)算值見表2。

表2 各船模裸船阻力

可以看出槽道船長(zhǎng)比在10%時(shí)阻力最大，并隨著槽道長(zhǎng)度的逐漸增大，阻力逐漸減小。這是由于水流遇到槽道后一部分從船底流過(guò)，一部分受到船首沖擊生成波浪。而槽道產(chǎn)生的波浪會(huì)與船體興波相疊加。當(dāng)槽道長(zhǎng)度小于某一數(shù)值時(shí)，隨著槽道增長(zhǎng)，波浪區(qū)會(huì)增大，從而造成船舶阻力進(jìn)一步增大。但是當(dāng)槽道長(zhǎng)度繼續(xù)增大時(shí)，高波浪區(qū)的范圍有所減小，疊加效果有所弱化，導(dǎo)致船舶阻力增加值減小。

這也充分說(shuō)明了不考慮首部槽道的影響采用圖譜或經(jīng)驗(yàn)公式的估算方法，會(huì)造成極大誤差。

3.3 航道對(duì)阻力的影響

本船作業(yè)區(qū)域航道變化較大，必須考慮航道對(duì)船舶阻力的影響。本文采用CFD方法，對(duì)設(shè)計(jì)船型在不同航道的阻力情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，見圖6。

圖6 不同航道情況下裸船阻力預(yù)報(bào)

4 船-槳系統(tǒng)下的推進(jìn)性能優(yōu)化

本節(jié)模擬實(shí)際航行狀況，研究船體與導(dǎo)管螺旋槳的相互干擾，著重探討在船體干擾下導(dǎo)管螺旋槳浸深變化對(duì)推進(jìn)性能的影響。

4.1 CFD模擬精度驗(yàn)證

敞水實(shí)驗(yàn)值與模擬計(jì)算值隨進(jìn)速系數(shù)變化對(duì)比圖見圖7。

圖7 CFD模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖

綜合計(jì)算結(jié)果，Star-CCM+軟件模擬的導(dǎo)管螺旋槳的敞水水動(dòng)力性能，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果平均誤差均在5%以內(nèi)，達(dá)到工程上對(duì)推進(jìn)性能數(shù)值預(yù)報(bào)的需要。

4.2 水深對(duì)導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能干擾

結(jié)合航道水深變化范圍，在研究淺水對(duì)導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能的影響時(shí)，計(jì)算水深為5 m和1.8 m、航速為2 m/s、3 m/s和4 m/s時(shí)，導(dǎo)管螺旋槳的推進(jìn)性能，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 水深對(duì)導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能影響

由表3可見，導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能受水深影響不大且趨勢(shì)相同，在下文的計(jì)算中，僅就5 m水深情況下開展進(jìn)一步研究。

4.3 導(dǎo)管螺旋槳浸深對(duì)船體水動(dòng)力性能干擾

本節(jié)對(duì)水深5 m情況下，航速分別為3 m/s、4 m/s，螺旋槳浸深分別為0.63 m、0.83 m、1.18 m的船體阻力進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果見表4。

表4 船-槳系統(tǒng)下導(dǎo)管螺旋槳浸深對(duì)船體阻力的影響

由表4可見，航速相同時(shí)，螺旋槳浸深越大，對(duì)船體阻力的影響越小。浸深相同時(shí)，隨著航速的增加，螺旋槳對(duì)船體的阻力影響也增大。

4.4 浸深對(duì)導(dǎo)管螺旋槳水動(dòng)力性能干擾

4.4.1 計(jì)算結(jié)果

本節(jié)選取船舶航速為1 m/s、1.5 m/s、2 m/s、2.5 m/s、3 m/s、3.5 m/s、4 m/s時(shí)，導(dǎo)管螺旋槳浸深 為 0.48 m、0.53 m、0.63 m、0.83 m、1.18 m等35種工況，計(jì)算不同工況時(shí)導(dǎo)管螺旋槳單槳的槳葉推力、導(dǎo)管推力和螺旋槳轉(zhuǎn)矩。

從圖8可以看出，在航速比較小的情況下，浸深對(duì)于螺旋槳的推力系數(shù)影響較大；在伴隨著航速的減小，浸深對(duì)螺旋槳的推力系數(shù)的影響加大；在相同航速情況下，不同的浸深對(duì)于推力系數(shù)的影響也不同，浸深越小，對(duì)推力系數(shù)影響越大。當(dāng)沉深比H/T＜0.63，螺旋槳的推力系數(shù)顯著降低。

圖8 螺旋槳推力系數(shù)隨航速浸深變化曲線

轉(zhuǎn)矩系數(shù)、導(dǎo)管推力系數(shù)、螺旋槳推力系數(shù)變化趨勢(shì)相同。在各個(gè)浸深狀態(tài)下，船體航速超過(guò)3 m/s后，推力系數(shù)趨于相同。當(dāng)浸深較?。ū热鏗s=0.53 m）時(shí)，推力系數(shù)首先隨著航速的增加而增加；當(dāng)航速達(dá)到3 m/s后，推力系數(shù)又逐漸下降。

在浸深為0.83 m和浸深為1.18 m時(shí)，無(wú)論是導(dǎo)管螺旋槳推力系數(shù)曲線、導(dǎo)管推力系數(shù)曲線還是扭矩系數(shù)曲線，均非常接近；而在低航速時(shí)，沒有出現(xiàn)推力系數(shù)明顯削減情況。

圖9 導(dǎo)管推力系數(shù)隨航速浸深變化曲線

圖10 轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨航速浸深變化曲線

4.4.2 結(jié)果分析

由圖11可見，在浸深相同時(shí)，航速越小，螺旋槳對(duì)自由液面的抽吸作用越強(qiáng)，導(dǎo)管內(nèi)的空氣比重越大。此時(shí)螺旋槳沒有充足的來(lái)流供應(yīng)，因而導(dǎo)致螺旋槳的推進(jìn)能力下降?？梢韵胍姡谙抵鶢顟B(tài)下自由液面對(duì)螺旋槳性能影響將達(dá)到最大。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，不僅會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)性能惡化，甚至?xí)鸫w振動(dòng)以及螺旋槳損傷。

圖11 不同浸深、航速下導(dǎo)管螺旋槳?dú)庖悍植紙D

在航速相同時(shí)，隨著浸深的減小螺旋槳的抽吸作用越發(fā)明顯，導(dǎo)管內(nèi)的空氣比重越大、供流越不足，導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能的損失越大。當(dāng)沉深比H/T＜0.6時(shí)，導(dǎo)管螺旋槳出現(xiàn)強(qiáng)烈的吸氣現(xiàn)象，將使其推力系數(shù)顯著降低。

在浸深為0.83 m和浸深為1.18 m的情況下，各曲線趨于相同，這是因?yàn)樵谶_(dá)到一定浸深后，螺旋槳基本不再受到自由液面影響，螺旋槳的工作狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。也充分說(shuō)明了在浸深較小時(shí)，對(duì)螺旋槳推進(jìn)性能的干擾主要來(lái)源于自由液面。

圖12 不同浸深、航速下導(dǎo)管螺旋槳自由液面圖

結(jié)果表明：航速越小，浸深對(duì)推力系數(shù)的影響越大。這是因?yàn)楫?dāng)浸深比較小時(shí)，螺旋槳槳梢接近自由液面，而小航速的螺旋槳處于葉梢部分壓力較大的重載狀態(tài)，對(duì)自由液面的響應(yīng)更敏感。

推力系數(shù)隨浸深變化曲線因在前一個(gè)階段螺旋槳的抽吸作用影響較大，抽吸作用隨著船體航速的增加逐漸減弱，來(lái)流進(jìn)速趨于平穩(wěn)，推力系數(shù)呈增大趨勢(shì)；但隨著航速進(jìn)一步增大，來(lái)流質(zhì)量不再有明顯變化，此時(shí)螺旋槳的推力系數(shù)開始呈現(xiàn)航速越大，推力系數(shù)越小的趨勢(shì)。

4.4.3 可調(diào)浸深導(dǎo)管螺旋槳優(yōu)化使用方案

根據(jù)本文的計(jì)算結(jié)果，螺旋槳浸深越大推力系數(shù)越高，推進(jìn)性能越好，同時(shí)對(duì)于船體阻力的干擾越小。但是，在自航絞吸挖泥船實(shí)際工作中，受航道環(huán)境影響，如果為了達(dá)到推進(jìn)性能的最佳而忽略了現(xiàn)實(shí)環(huán)境，可能造成螺旋槳碰撞、損壞等一系列后果。

根據(jù)本文計(jì)算結(jié)果，在本艘自航絞吸挖泥船工作時(shí)，若水深達(dá)到2.5 m或2.5 m以上時(shí)，可以將螺旋槳浸深調(diào)至0.83 m，這樣既能夠保證螺旋槳的推進(jìn)性能，又不至于損傷螺旋槳。當(dāng)航道水深小于2.5 m大于1.5 m，將浸深調(diào)至0.63 m，此時(shí)螺旋槳與水底能保持0.25 m的安全距離。在這個(gè)狀態(tài)下，雖然一小部分螺旋槳超基線，但是減少了螺旋槳受自由液面的影響，推進(jìn)性能的改善相當(dāng)可觀。

根據(jù)計(jì)算，在不調(diào)節(jié)螺旋槳浸深狀態(tài)，即螺旋槳浸深為0.53 m時(shí)，系柱推力很小，推進(jìn)性能差、起航加速慢。因此，結(jié)合計(jì)算結(jié)果，本文推薦在起航時(shí)盡量將浸深調(diào)至0.63 m以上，若環(huán)境允許，可保證達(dá)到0.83 m，從而達(dá)到較好的起航效果。在航行過(guò)程中，根據(jù)對(duì)航道水深的監(jiān)測(cè)，選用不同的浸深，以減少自由液面影響，提高推進(jìn)效能，達(dá)到最好的推進(jìn)效果，盡可能保證船舶在2.5 m/s以上的航速航行。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)某自航絞吸挖泥船進(jìn)行快速性研究，得出以下結(jié)論：

（1）小型自航絞吸挖泥船淺水效應(yīng)明顯、船首槽道對(duì)阻力響應(yīng)敏感，在設(shè)計(jì)中可以選用數(shù)值模擬的方式估算阻力。Star-CCM+模擬計(jì)算挖泥船船體及導(dǎo)管螺旋槳的水動(dòng)力性能是滿足工程精度要求的。

（2）挖泥船船體阻力與槽道長(zhǎng)度并不成正相關(guān)性。當(dāng)阻力達(dá)到峰值后，隨著槽道的加長(zhǎng)阻力將減小。在對(duì)小型自航絞吸挖泥船進(jìn)行型線優(yōu)化時(shí)，可將重點(diǎn)放在首部槽道的尺度優(yōu)化上。

（3）在船-槳系統(tǒng)中，受推進(jìn)器干擾，船體阻力會(huì)比裸船時(shí)偏大。航速相同時(shí)，導(dǎo)管螺旋槳浸深越大，對(duì)船體阻力的影響越??；浸深相同時(shí)，隨著航速的增加，導(dǎo)管螺旋槳對(duì)船體阻力的影響增大。導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)性能受水深的影響比較小，受自由液面的影響比較大。小型自航絞吸挖泥船在淺吃水的情況下，配備可調(diào)浸深螺旋槳、采用推進(jìn)器優(yōu)化使用方案是十分有益的。

［ 1 ］ 宋旭.電力推進(jìn)在小型船舶中的實(shí)用性研究［D］.哈爾濱工程大學(xué). 2011.

［ 2 ］ 任志安.離心泵內(nèi)流動(dòng)數(shù)值模擬研究［D］.中國(guó)石油大學(xué). 2009.

［ 3 ］ 張英朝，趙婧，邵書鑫.基于STAR-CCM+的FSAE賽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真研究［C］.CDAJ-China中國(guó)用戶論文集. 2011：1-9.

［ 4］ Mc Graw-Hill.Schlichting H.Boundary Layer Theory［M］. New York.1979.

［ 5 ］ 趙大剛.船-槳-舵-舵球式推力鰭系統(tǒng)水動(dòng)力性能數(shù)值計(jì)算［D］.哈爾濱工程大學(xué). 2012.

［ 6 ］ Tzabiras G D. A numerical study of turbulent flow around the stern of ship models［J］.International Journal for Numerical Methods in Fluids.1991，13（9）：1179-1204.

［ 7 ］ 廣東工學(xué)院造船系編寫組.船用螺旋槳設(shè)計(jì)［M］.北京人民交通大學(xué)出版社. 1976.

［ 8 ］ 張赫，崔和.面元法預(yù)估導(dǎo)管螺旋槳水動(dòng)力性能［J］.水雷站與艦船防護(hù). 2013（3）：33-37.

［ 9 ］ 蔣一.基于CFD的超高速三體滑行艇快速性分析［D］.哈爾濱工程大學(xué). 2013.

［10］ 高秋新.船舶CFD研究進(jìn)展［J］.船舶力學(xué). 1998（4）：74-78.

［11］ 鄒澤.淺水航道舵槳推進(jìn)性能研究［D］.哈爾濱工程大學(xué). 2012.

［12］ 李曉姣.黑龍江淺吃水航標(biāo)船尾型論證研究［D］.哈爾濱工程大學(xué). 2013.

On power performance of small self-propelled cutter suction dredger

LI Si1LI Yun2
(1. Ningbo Maritime Safety Administration, Ningbo 315020, China; 2. Troop 92713 PLA, Ningbo 315020, China)

This paper carries out numerical simulation of a self-propelled cutter suction dredger with ship-propeller system to ensure its power performance under harsh conditions. It discusses the eff ect of the size of channel at fore body of the ship on the resistance， and the impact of the shaft submergence depth on the hydrodynamic performance of the hull and the ducted propeller， and the propulsor is designed for optimized application.

cutter suction dredger； Star-CCM+； ducted propeller； submergence

U661.31

A

1001-9855（2015）06-0013-07

2015-03-12；

2015-04-22

李 思（1990-）， 女，碩士，研究方向：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造。

李 允（1989-）， 男，碩士，研究方向：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造。