随着船舶工业和海洋工程装备的蓬勃发展,动力推进装置的开发与研究是提高船舶水动力性能的关键配套设备。摆线推进器与普通的螺旋桨相比,叶片水力剖面积大,能量损失小,操纵性能优越,桨舵合一,无需要借助船舵就可以在任意改变推力的方向,适用于低速船舶和内河浅水船舶。目前对摆线推进器的研究主要是集中在分析其水动力性能方面,很少有将摆线推进器与船体匹配自航方面的研究。本文自航试验是在推进器敞水试验和船体阻力试验之后进行的,进一步对两者匹配自航试验进行数值模拟,预估实际船体性能,判断船体与推进器之间的配合,对摆线推进器能真正运用于实船具有重要意义。摆线推进器叶片多自由度运动引起复杂的流场变化是研究摆线推进器水动力性能的重点与难点。本文通过借助滑移网格和重叠网格技术模拟叶片的运动规律,以NACA3412三维翼型为算例,采用不同的湍流模型建立摆线推进器的数值计算方案,选取最佳湍流模型,验证了其准确性和有效性;基于上述数值计算方案,对摆线推进器在粘性流场中的敞水性能进行了数值仿真,得到了不同进速系数和偏心点位置对敞水性能的影响规律。研究结果表明,上述数值计算方法能够有效解决摆线推进器叶片敞水性能数值仿真问题,在相同的进速系数下,偏心率较大的摆线推进器具有更髙的敞水效率,为摆线推进器优化设计提供有益参考。基于CFD技术开展5415船模静水阻力计算,将仿真结果与现有实验数据进行对比,验证基于STAR-CCM+软件的数值计算方法对船舶在静水阻力性能预报具有有效性。本文实际研究对象为可以安装摆线推进器的某拖船,由于缺乏试验数据的比较,所以以5415船型算例设置为参考,采用基于VOF波和多相流的求解方法研究拖船的船体阻力和自由液面的变化情况,获得拖船在静水中前进时阻力随航速的变化规律和船体周围流场变化情况,为自航试验的数值模拟提供准备。基于自航试验方法开展摆线推进式船型的自航数值计算,其中船体为上述拖船,摆线推进器采取偏心率为0.6的叶片模型,重新设计叶片参数,建立自航数值模型,确定了自航试验方法,计算设计航速自航点下推进效率的各种成分,得到摆线推进器的实际推进效率。通过流场云图直观表明船体与推进器之间的相互影响,通过数值结果预估实船的性能,判断推进器与船体之间的配合是否良好,对摆线推进船型的深入研究有实际意义。