1. 研究目的与意义（文献综述）

无轴轮缘推进系统近几年来开始走入人们的视线，世界上的许多国家也开始了这方面的研究，然而国际上很多研究多侧重在推进器的外部结构上，而关于其内部间隙流道的研究却少之又少。但是无轴推进器内部流道参数却对整个推进器的性能起着至关重要的作用，电机间隙与轴承间隙尺寸相差较大，设计不当会造成水在间隙中流动传热困难。而且，转子旋转时，间隙流体还存在摩擦发热和功耗。因此获取间隙结构参数对流道摩擦功耗和散热的影响规律对保证整机性能非常重要。

随着国际贸易的加强，对海船的载货量、吨位等有了更高的要求。近几年船舶更趋向于往大型化方向发展，这使得传统的推进系统的劣势越来越明显。在传统推进系统中，主机、推进轴系、螺旋桨等是不可或缺的装置，而随着主机单机功率的增加，其体积也随之增大，推进轴系的长度更是增至几十米甚至百米，部分船舱被占用，导致空间利用率低下，同时由于推进器长度的增加，结构日趋复杂，在能量传递过程中损耗增大传递效率降低，增加了船舶的设计难度和建造成本，这些缺陷导致人们将目光转向更加先进的无轴轮缘推进器（图1）。如图1所示，该推进器与传统推进器在外观上有显著区别，传统推进器为外螺旋桨，叶跟固定在桨毂

上，然后从桨毂向外伸出；而无轴推进器螺旋桨的外径端与转子固连，然后从转子内壁向内伸出，内径端无桨毂，是一种新型的内螺旋桨。

图1 无轴轮缘推进器

2. 研究的基本内容与方案

无轴轮缘推进器是一种先进的新型电力推进器，它采用螺旋桨—电机一体化设计思想，将螺旋桨桨叶与电机转子相连，将电机定子嵌入到导管中，通电后，电机转子带动螺旋桨旋转，产生推力作用在转子两端的轴承上，最后传递到船体上推进其前进。它具有解放机舱空间、高效节能和减振降噪等显著优点。轴承间隙、电机定子和转子间隙等构成了推进器内部流道。推进器工作时，船舶环境水进入流道冷却电机，同时润滑轴承。但电机间隙与轴承间隙尺寸相差较大，设计不当会造成水在间隙中流动传热困难。而且，转子旋转时，间隙流体还存在摩擦发热和功耗。因此获取间隙结构参数对流道摩擦功耗和散热的影响规律对保证整机性能非常重要。为此，本文主要内容如下：

1. 无轴推进器间隙流道特点及简化分析

2. 无轴推进器间隙流道设计及建模

3. 研究计划与安排

1. 2017年02月16日--02月28日：调研，拟定提纲，完成《开题报告》；

2. 2017年03月01日--03月15日：熟悉间隙流体解析算法并分析电机流道性能；

3. 2017年03月15日--03月25日：熟悉计算流体力学软件使用的基本流程；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 谈微中，严新平，刘正林，等. 无轴轮缘推进系统的研究现状与展望[j].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015,39（3）：601-605.

[2] 叶雨涵. 无毂环驱式推进器之整合设计与实现[d]. 台南：台湾国立成功大学, 2008.

[3] 曹庆明，韦喜忠，唐登海，洪方文. 有/无压差的间隙流动对轮缘推进器水动力的影响研究[j]. 水动力学研究与进展，2015（5）：485-494.