当下国际航运市场低迷,运输价格下降,航运企业经营成本高,节省燃料消耗成为船东与船舶设计者共同关心的热点问题。船舶附加水动力节能装置因其结构简单、成本低廉、安装简便、节能效果显著,成为船舶水动力领域研究的重点。本文以22000DWT多用途散货船(MPV)为研究对象,基于拖曳水池模型试验结果,对加装不同节能装置的船舶开展水动力性能的数值仿真研究,具体研究内容如下:首先,采用CFD方法计算不同航速下单船体的阻力系数,并将得出的数据与水池试验报告数据进行比对,计算结果与模型试验所测结果符合良好,验证数值仿真的可行性。确定多种船体模型尺寸,对不同缩尺比下船体尾部标称伴流场进行了详细分析,得出了桨盘面不同半径处伴流分数随角度的变化特性。其次,实施了对螺旋桨敞水工况下的数值仿真,将得出的各项水动力参数与模型试验结果进行比对,验证数值计算的可靠性;在单桨模型后加装舵-舵球附体,通过单桨与桨-舵-舵球水动力参数及速度、压力云图的对比,得出加装舵-舵球后桨后尾流场尾流形态的变化,以及螺旋桨敞水效率的提高值。最后,开展船-桨-舵一体化装置的数值仿真,将计算得出的船模阻力、螺旋桨推力及扭矩、船-桨-舵所受的合力等各项参数与模型试验结果进行全面对比,发展了精度较高的船舶自航试验数值仿真计算方法。通过对加装舵球节能装置进行数值仿真发现,船-桨-舵-舵球模型减阻效率显著提高;在此基础上另加装附加推力鳍,发现舵球与附加推力鳍联合减阻效率优于仅采用舵球的减阻效果;以上基础上加装Mewis补偿导管,发现Mewis补偿导管、舵球与附加推力鳍联合减阻效率为三种附加组合节能装置中最佳。通过对船尾速度云图、压力云图以及流线图的分析,阐述了各附加节能装置的节能原理。