偏轉(zhuǎn)工況下吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力和空泡性能

李善成，熊鷹，王展智

海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院，湖北武漢430033

0 引 言

吊艙推進(jìn)器集操舵與推進(jìn)功能于一體，可以完成船舶回轉(zhuǎn)操作。當(dāng)?shù)跖撏七M(jìn)器發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，其承受的載荷將有所增加，水動(dòng)力和空泡性能將隨之惡化，因此研究吊艙推進(jìn)器在偏轉(zhuǎn)工況下的水動(dòng)力和空泡性能至關(guān)重要。目前，在敞水性能實(shí)驗(yàn)和數(shù)值預(yù)報(bào)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開(kāi)展了大量工作，并取得了諸多成果［1-4］。Szantyr［5］基于空泡水筒對(duì)吊艙推進(jìn)器在斜流工況下的水動(dòng)力性能開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究，并測(cè)量了推進(jìn)器的推力和橫向力。Liu等［6］研究了吊艙推進(jìn)器在偏轉(zhuǎn)工況下的水動(dòng)力性能，詳細(xì)分析了螺旋槳的推力和扭矩變化情況。Amini等［7］采用勢(shì)流和粘流方法計(jì)算了吊艙推進(jìn)器在不同偏轉(zhuǎn)角下的軸承力。熊鷹等［8］、王展智等［9］和沈興榮等［10］基于雷諾平均（Reynolds Average Navier-Stokes，RANS）數(shù)值模擬方法分析了吊艙推進(jìn)器在不同舵角工況下的水動(dòng)力性能，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明，采用RANS方法結(jié)合結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能。在空泡方面，F(xiàn)riesch［11］針對(duì)典型的拖式吊艙推進(jìn)器開(kāi)展了空泡實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在一定角度下增加螺旋槳的載荷時(shí)，其空泡性能將出現(xiàn)明顯變化；當(dāng)?shù)跖撈D(zhuǎn)方向不同時(shí)，其空泡密度也有所不同。楊晨?。?2］對(duì)第25屆ITTC吊艙推進(jìn)專家委員會(huì)的報(bào)告內(nèi)容予以了總結(jié)，建議在吊艙推進(jìn)器實(shí)驗(yàn)方面重點(diǎn)關(guān)注非設(shè)計(jì)工況下的敞水特性，尤其是小舵角導(dǎo)致的推進(jìn)效率損失問(wèn)題。綜上所述，目前的研究成果主要集中在偏轉(zhuǎn)工況下吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能和空泡變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)方面，尚未針對(duì)吊艙推進(jìn)器偏轉(zhuǎn)后的槳葉載荷變化和吊艙槳空泡性能開(kāi)展深入的研究工作。然而，偏轉(zhuǎn)工況下吊艙推進(jìn)器的槳葉載荷發(fā)生劇烈變化，其空泡性能也將隨之惡化，劇烈的空泡會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)器效率降低、槳葉材料剝蝕，因此研究偏轉(zhuǎn)工況下吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能和空泡性能具備一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

本文擬基于吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)成果，分析吊艙槳在偏轉(zhuǎn)工況下的槳葉壓力分布變化情況，并采用Sauer空泡模型預(yù)報(bào)吊艙推進(jìn)器的空泡性能，最后，將在空泡水洞中開(kāi)展吊艙推進(jìn)器偏轉(zhuǎn)工況下的敞水和空泡實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證數(shù)值預(yù)報(bào)方法的準(zhǔn)確性。

1 研究對(duì)象

本文以1∶25的縮尺比推進(jìn)器實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑檠芯繉?duì)象，圖1所示為吊艙體模型，圖2所示為吊艙體的幾何示意圖，表1和表2分別為螺旋槳與吊艙體的主要參數(shù)。

圖1 吊艙體模型Fig.1 Model of pod body

圖2 吊艙體的幾何示意圖Fig.2 Geometric diagram of the pod body

表1 螺旋槳的主要參數(shù)Table 1 Main parameters of propeller

表2 吊艙體的主要參數(shù)Table 2 Main parameters of pod body

2 數(shù)值方法

2.1 控制方程

RANS方程為：

式中：ρm為混合相密度，其中混合相由水的液相和汽相組成，且假定2個(gè)混合相的速度相同；t為時(shí)間；ρ為流體密度；xi和xj（i，j=1，2，3）為三維笛卡爾坐標(biāo)系下的方向坐標(biāo)；ui和uj為流體速度在xi和xj方向的分量；p為流體微元體上的壓力；μ為混合相粘度；μt為混合相湍流粘度。

水動(dòng)力性能即液相特性，為便于計(jì)算，本文將采用SSTk-ω兩方程模型［13］作為湍流模型。該模型引入了混合函數(shù)，以結(jié)合求解近壁區(qū)流動(dòng)的Standardk-ω模型和求解遠(yuǎn)場(chǎng)流動(dòng)的Standardk-e模型。

2.2 空泡模型

在計(jì)算空泡性能時(shí)，ρm為汽液混合相密度，其值由汽相體積分?jǐn)?shù)v決定：

式中，ρl和ρv分別為液相和汽相的密度。

假設(shè)汽相在液相中以氣泡的形式存在，其輸運(yùn)方程為

式中：+為液相至汽相的蒸發(fā)率；-為汽相至液相的凝結(jié)率。

Sauer建立了+和-的表達(dá)式［14］，即

式中：R0為氣泡半徑；pv為飽和蒸汽壓力。

2.3 計(jì)算域及網(wǎng)格劃分

均勻流場(chǎng)計(jì)算域由遠(yuǎn)場(chǎng)域和槳旋轉(zhuǎn)域組成，如圖3所示。其中，前方和四周為速度入口，前方入口距離槳中心5D，截面面積為6D×6D，壓力出口距離槳盤面12D。計(jì)算水動(dòng)力性能時(shí)，將采用網(wǎng)格生成軟件ICEM劃分全域六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，總網(wǎng)格數(shù)約為3.5×106。本文將采用商業(yè)數(shù)值計(jì)算軟件STAR-CCM+，首先采用動(dòng)參考系法對(duì)吊艙推進(jìn)器進(jìn)行定常計(jì)算，待收斂后再采用非定常方法加快收斂進(jìn)程。其中，仿真時(shí)間步長(zhǎng)為螺旋槳旋轉(zhuǎn)1°所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，水動(dòng)力計(jì)算選用RANS結(jié)合SSTk-ω模型。來(lái)流速度為3 m/s，可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)改變進(jìn)速系數(shù)。

圖3 計(jì)算域和網(wǎng)格劃分Fig.3 Computational domain and mesh generation

計(jì)算空泡性能時(shí)，需要對(duì)吊艙和槳葉（尤其是葉梢部分）網(wǎng)格進(jìn)行加密，總網(wǎng)格數(shù)為6×106。首先采用動(dòng)參考系法進(jìn)行定常計(jì)算，然后進(jìn)行非定常計(jì)算，并逐步降低環(huán)境壓力以達(dá)到空泡數(shù)量要求，待收斂后再采用空泡模型進(jìn)行計(jì)算。其中，時(shí)間步長(zhǎng)為螺旋槳旋轉(zhuǎn)1°所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，空泡模型選用Schnerr-Sauer模型。來(lái)流速度為3.3 m/s，出口壓力與實(shí)驗(yàn)環(huán)境一致。

吊艙的偏轉(zhuǎn)角、螺旋槳的推力T和扭矩Q的定義如圖4所示。從船艉看向船艏時(shí)，吊艙偏轉(zhuǎn)角為β，向左偏轉(zhuǎn)為負(fù)，向右偏轉(zhuǎn)為正；槳葉正對(duì)著吊艙體支柱時(shí)，槳葉周向角θ=0°。

圖4 吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能參數(shù)、偏轉(zhuǎn)角、周向角及參考系Fig.4 The hydrodynamic performance parameters，deflection angle，circumferential angel and coordinate system of podded propulsion

在計(jì)算過(guò)程中，改變來(lái)流方向即可實(shí)現(xiàn)吊艙偏轉(zhuǎn)，其中速度入口處的水流為

式中：Vx為葉剖面處來(lái)流的軸向速度；Vy為葉剖面處來(lái)流的橫向速度；U為來(lái)流速度；J為進(jìn)速系數(shù)；n為螺旋槳轉(zhuǎn)速。

3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)布置如圖5所示，其中空泡水筒的尺寸為：長(zhǎng)2.6m，寬0.6m，高0.6m。本實(shí)驗(yàn)采用CASSIONS公司的H101動(dòng)力儀，其推力量程為±600 N，扭矩量程為±30 N·m，最大轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)偏轉(zhuǎn)吊艙動(dòng)力儀即可實(shí)現(xiàn)吊艙推進(jìn)器的舵角偏轉(zhuǎn)。

圖5 實(shí)驗(yàn)布置圖Fig.5 The arrangement of model test

3.1 敞水實(shí)驗(yàn)

為保證雷諾數(shù)滿足敞水實(shí)驗(yàn)要求，來(lái)流速度均設(shè)定為3 m/s。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)改變螺旋槳轉(zhuǎn)速即可改變進(jìn)速系數(shù)?？张菟矊?shí)驗(yàn)應(yīng)滿足的雷諾數(shù)條件為

式中：Rn(0.75R)為螺旋槳0.75R處的雷諾數(shù)，其中R為螺旋槳半徑；b0.75R為0.75R處的葉切面弦長(zhǎng)；ν′為水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。

推力系數(shù)KT和扭矩系數(shù)KQ的計(jì)算公式為：

3.2 空泡觀測(cè)實(shí)驗(yàn)

空泡觀察實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定來(lái)流速度為3.3 m/s，螺旋槳轉(zhuǎn)速為1 254 r/min，空泡數(shù)σn=1.44。

空泡數(shù)的表達(dá)式為

式中：p0為循環(huán)水筒工作段中心處壓力，取值為0.22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；g為重力加速度；hp=0.3 m，為螺旋槳模型中心與吊艙推進(jìn)器工作段中心線的垂直距離；pv=2.338×103Pa。

4 結(jié)果分析

4.1 水動(dòng)力性能分析

4.1.1 吊艙螺旋槳的水動(dòng)力性能分析

1）網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析。

在水動(dòng)力計(jì)算的基礎(chǔ)上，選取J=0.64，在直航和偏轉(zhuǎn)+10°工況下進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析。在表3所示的3套網(wǎng)格方案中，近壁面網(wǎng)格沿壁面法向的劃分方法相同，而螺旋槳旋轉(zhuǎn)域的網(wǎng)格數(shù)量有所不同，其推力系數(shù)和扭矩系數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 螺旋槳的3套網(wǎng)格方案Table 3 Three mesh cases of propeller

表4 3套網(wǎng)格方案的推力系數(shù)和扭矩系數(shù)對(duì)比Table 4 Comparison of KTand KQof three mesh cases

由表4可以看出，3種網(wǎng)格方案的計(jì)算結(jié)果較為接近。鑒于計(jì)算效率和時(shí)間要求，本文將選用網(wǎng)格2進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。

2）直航工況。

直航工況下，吊艙推進(jìn)器的推力系數(shù)和扭矩系數(shù)實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值的對(duì)比如表5所示。當(dāng)進(jìn)速系數(shù)J＜1時(shí)，其誤差均在5%以內(nèi)，吻合度較高。

3）偏轉(zhuǎn)工況。

偏轉(zhuǎn)工況下，選取進(jìn)速系數(shù)J=0.64，計(jì)算吊艙推進(jìn)器在 0°，±5°，±10°舵角下的水動(dòng)力性能。選取螺旋槳在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的均值作為CFD計(jì)算結(jié)果，具體如圖6所示。從圖中可以看出：計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，變化趨勢(shì)一致，誤差均在3%以內(nèi)；隨著吊艙偏轉(zhuǎn)角β的增加，槳葉推力隨之增加。相對(duì)于直航工況而言，偏轉(zhuǎn)工況下螺旋槳的進(jìn)速較小，且隨著偏轉(zhuǎn)角的增加時(shí)，進(jìn)速將進(jìn)一步減小，故推力扭矩將隨之增加。

表5 直航工況下吊艙推進(jìn)器的的推力系數(shù)和扭矩系數(shù)對(duì)比Table 5 Comparison of trust coefficient and torque coefficient of podded propulsion in straight forward

圖6 不同偏轉(zhuǎn)角下吊艙螺旋槳的推力系數(shù)和扭矩系數(shù)Fig 6 Thrust coefficient and torque coefficient of podded propeller of different deflection angles

4.1.2 敞水工況下的槳葉載荷分析

1）單螺旋槳斜流工況下的槳葉受力分析。

為了分析吊艙槳偏轉(zhuǎn)后的壓力分布情況，首先將考慮單螺旋槳偏轉(zhuǎn)工況。如圖7所示，以右側(cè)斜流為例，定義正對(duì)著吊艙體支柱的槳葉為主槳葉，槳葉周向角θ=0°。槳葉向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，方向?yàn)檎芟蚪窃黾?，其中葉剖面處的來(lái)流定義為

式中：Vtangential為葉剖面處來(lái)流的周向速度；Ω為螺旋槳旋轉(zhuǎn)角速度；r為槳剖面半徑。

在固定斜流下，軸向速度Vx不受螺旋槳周向角變化的影響，而周向速度Vtangential則受其影響，這將導(dǎo)致槳葉剖面在不同位置處的攻角α發(fā)生變化，其中

式中，?為槳葉剖面的螺距角。由式（12）可知，隨著螺距角的改變，攻角隨之不斷變化。

圖7所示為不同周向角下槳葉葉剖面攻角與純軸向流（β=0°）對(duì)比圖，其中槳葉1的葉剖面攻角比純軸向流小，對(duì)應(yīng)的槳葉推力也較??；槳葉2的葉剖面攻角比純軸向流大，對(duì)應(yīng)的槳葉推力也較大。根據(jù)cos函數(shù)特征和式（11）、式（12）可知，槳葉在θ=0°時(shí)攻角和推力最??；θ=180°時(shí)攻角和推力最大。同理，對(duì)于左側(cè)斜流而言，槳葉在θ=0時(shí)推力最大，θ=180°時(shí)推力最小。

圖7 槳葉剖面的水動(dòng)力分析Fig.7 Hydrodynamic analysis of blade section

2）吊艙槳受力分析。

在主槳葉的1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，各偏轉(zhuǎn)角下吊艙推進(jìn)器的推力如圖8所示。

圖8 主槳葉一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的推力系數(shù)和扭矩系數(shù)曲線Fig.8 Curves of thrust and torque coefficient of the main blade in one rotation period

由圖可知：

（1）在直航工況下，由于吊艙支柱的阻塞作用，吊艙推進(jìn)器在θ=0°時(shí)推力最大。

（2）向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，從理論上講，θ=0°時(shí)槳葉壓力最小，但由于吊艙支柱的阻塞效應(yīng)，槳葉壓力最小值延遲至θ=50°左右；同理，壓力最大值出現(xiàn)在θ=240°左右。

（3）向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，在θ=0°時(shí)槳葉壓力最大，這一方面源自吊艙支柱的阻塞作用，另一方面則來(lái)自斜流的影響。由于吊艙阻塞效應(yīng)對(duì)槳葉的干擾，其槳葉壓力最小值延遲至θ=225°左右。圖9所示的槳葉壓力分布也直觀反映了槳葉推力系數(shù)的脈動(dòng)變化規(guī)律。

（4）隨著偏轉(zhuǎn)角的增加，主槳葉推力和扭矩的波峰/波谷周向位置沒(méi)有發(fā)生變化，槳葉推力的脈動(dòng)幅值增加，吊艙推進(jìn)器的激振力也隨之增加。

各偏轉(zhuǎn)角下槳葉的壓力分布如圖9所示，其中左圖為吸力面，右圖為壓力面。由圖可知：

（1）直航工況下，支柱正前方槳葉吸力面葉梢的負(fù)壓偏??；由于吊艙的阻塞作用，支柱正前方槳葉壓力面的正壓偏大。

圖9 槳葉壓力分布云圖Fig.9 Blade pressure distribution contours

（2）偏轉(zhuǎn)工況下，各槳葉在不同周向位置的壓力有所不同，其沿垂向和水平方向呈非對(duì)稱性，這將導(dǎo)致吊艙槳的軸承力和激振力有所增加。隨著吊艙偏轉(zhuǎn)角的增加，壓力的非對(duì)稱性將持續(xù)惡化。

（3）槳葉向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，吸力面右側(cè)和上側(cè)的葉梢負(fù)壓增加，壓力面的正壓也相應(yīng)增加；向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，吸力面右側(cè)和下側(cè)的葉梢負(fù)壓增加，這表明偏轉(zhuǎn)工況會(huì)對(duì)螺旋槳的空化性能產(chǎn)生不利影響。

壓力系數(shù)CP的計(jì)算公式為

式中，P為槳葉上的壓力。

圖10所示為r=0.8R處的葉剖面壓力系數(shù)分布曲線，可以更好地描述不同偏轉(zhuǎn)角下的壓力場(chǎng)分布，其導(dǎo)邊開(kāi)口越大，表明對(duì)應(yīng)處葉剖面的攻角越大，則相應(yīng)的葉面載荷就越重［13-15］。

圖10（a）～圖10（e）所示為各周向角（β=-10°，0°，10°）下的壓力系數(shù)分布曲線。由圖可知：當(dāng)x/c＜0.2（c為弦長(zhǎng)，x為弦長(zhǎng)的某一位置）時(shí)，吸力面壓力系數(shù)曲線將首先下降至最低點(diǎn)，然后再上升，這與槳葉本身的攻角有關(guān)，從圖9也可以看出這一現(xiàn)象；當(dāng)θ=0°，72°時(shí)，向左偏轉(zhuǎn)槳葉的載荷高于向右偏轉(zhuǎn)槳葉，而當(dāng)θ=144°，216°，288°時(shí)，向右偏轉(zhuǎn)槳葉的載荷高于向左偏轉(zhuǎn)槳葉；當(dāng)周向角θ=0°，216°時(shí)，各偏轉(zhuǎn)工況下壓力系數(shù)分布曲線的區(qū)別較為明顯。

圖10（f）～圖10（h）所示為各偏轉(zhuǎn)角（θ=0°，72°，144°，216°，288°）下的壓力系數(shù)分布曲線，由圖可知：在直航工況下，β=0°，θ=0°時(shí)，支柱附近的壓力系數(shù)曲線開(kāi)口最大，槳葉載荷較重；由向左偏轉(zhuǎn)（β=-10°）的壓力曲線分布可知，θ=0°時(shí)壓力曲線的導(dǎo)邊開(kāi)口最大，說(shuō)明此時(shí)槳葉載荷大于其他周向角，θ=216°時(shí)壓力曲線的導(dǎo)邊開(kāi)口和槳葉載荷最??；由向右偏轉(zhuǎn)（β=10°）的壓力曲線分布可知，θ=216°時(shí)壓力曲線的導(dǎo)邊開(kāi)口最大，說(shuō)明此時(shí)槳葉載荷大于其他周向角，θ=72°時(shí)壓力曲線的導(dǎo)邊開(kāi)口和槳葉載荷最小。

圖10 r=0.8R處的壓力系數(shù)分布曲線Fig.10 Blade section pressure coefficient distribution at r=0.8R

4.2 空泡性能分析

為了分析吊艙推進(jìn)器在偏轉(zhuǎn)工況下的槳葉空泡性能，本文開(kāi)展了空泡實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真，其結(jié)果如圖11所示，其中，左圖為實(shí)驗(yàn)效果圖，中圖為數(shù)值模擬圖，右圖為數(shù)值模擬的局部圖。由圖可知：

1）不同偏轉(zhuǎn)角下，空泡實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真結(jié)果的吻合度較高。

2）吊艙直航時(shí)，各槳葉的空化面積基本一致，空化比較穩(wěn)定。由于支柱的阻塞作用，靠近支柱附近的槳葉空化面積略大。

3）吊艙偏轉(zhuǎn)時(shí)，不同槳葉的空化面積有所不同，且這種差異性將隨偏轉(zhuǎn)角的增加而增加。在偏轉(zhuǎn)工況下，槳葉的空化程度比直航工況嚴(yán)重。

4）吊艙向左舷偏轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉轉(zhuǎn)至槳盤面上側(cè)和右側(cè)時(shí)的空泡面積明顯大于其他位置；吊艙向右舷偏轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉轉(zhuǎn)至槳盤面下側(cè)和左側(cè)時(shí)的空泡面積大于其他位置。這是因?yàn)槠D(zhuǎn)改變了來(lái)流方向，所以不同周向角下的槳葉來(lái)流大小和攻角也有所不同，而吊艙的阻塞作用將導(dǎo)致支柱附近的槳葉出現(xiàn)嚴(yán)重空化，從而使不同偏轉(zhuǎn)方向下的槳葉空化面積存在差異。

5）斜流條件下，槳葉的空化面積隨周向角的變化而變化，空泡的生成和潰滅將引起船體表面的激烈脈動(dòng)，同時(shí)，劇烈的空化作用將嚴(yán)重剝蝕槳葉材料。

5 結(jié) 論

本文針對(duì)偏轉(zhuǎn)工況下的吊艙推進(jìn)器，分析了其水動(dòng)力性能和空泡性能，得到如下結(jié)論：

1）結(jié)合RANS方法、Schnerr-Sauer空泡模型和全結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，可以精確預(yù)報(bào)吊艙推進(jìn)器偏轉(zhuǎn)工況下的水動(dòng)力性能和空泡性能。

2）直航工況下，支柱附近槳葉的壓力面正壓較大，吸力面負(fù)壓較大。吊艙發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，槳葉攻角和槳葉受力不斷變化，但由于吊艙的阻塞作用，槳葉壓力的波峰/波谷并未出現(xiàn)在0°或180°處，而是發(fā)生了一定的角度偏移。隨著偏轉(zhuǎn)角度的增加，槳葉壓力脈動(dòng)的波峰/波谷周向位置沒(méi)有發(fā)生變化，但脈動(dòng)幅值有所增加，這將對(duì)吊艙槳的激振力產(chǎn)生不利影響。

3）吊艙槳葉的壓力分布沿周向角不斷變化，其橫向和垂向壓力分布存在非對(duì)稱性，且這種非對(duì)稱性會(huì)隨偏轉(zhuǎn)角的增加而惡化。

4）在偏轉(zhuǎn)工況下，吊艙推進(jìn)器槳葉在各周向位置的空泡大小不一樣。向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)和下側(cè)的空泡較大，上側(cè)和右側(cè)的較??；向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)和上側(cè)的空泡較大，左側(cè)和下側(cè)的較小。螺旋槳空泡的脈動(dòng)變化將導(dǎo)致船體表面激烈的脈動(dòng)，進(jìn)而嚴(yán)重?fù)p壞船體和槳體材料。