在早期的螺旋桨的研究与设计中，多采用的是图谱设计。所谓的图谱设计就是先进行螺旋桨模型的试验，再将实验的参数与结果分析总结，绘制出各类专用的图谱进行设计。按照图谱法设计螺旋桨其实是根据所需要的条件，根据经验资料筛选出满足条件的螺旋桨类型。这种方法操作简单，结果也较为准确，一些经典的船用螺旋桨设计方案，曾经对与螺旋桨发展起过重要的作用，而直至今天，这种方法也具有一定的适用性。但图谱法需要通过大量的试验来绘制不同条件下图谱，所需的人力、物力和财力都比较多，并且也存在较大的局限性，毕竟这不可能包括所有的船型。在现今这种方法只能应用于常规船型，而不能解决高速船与高性能船的设计研究。79115

现今多采用的是理论设计的方法。这是一种根据环流理论、势流理论等流体理论与螺旋桨模型实验等相结合的方法。为的是解决行进效率、噪音、空泡、侧摇等问题。近几年来，民用高速船不断的发展普及，而高速船螺旋桨必须要满足效率、空泡、振动、摇动等多种性能的要求，这时图谱设计方法已无法满足设计的要求，因而高速船螺旋桨设计采用的方法被理论方法所代替。同时，计算机信息技术的发展，模型的成本造价高昂，机床技术也有了改进发张，给理论设计法的出现提供了条件。目前研究螺旋桨水动力性能的方法主要包括升力线理论、升力面理论和面元法。

1952年Lerbs发表的论文是螺旋桨升力线理论的重大发展的开始[7]，虽然只适用于非侧倾和纵倾的情况，但他提出的诱导因子法，使得采用升力线理论解决螺旋桨性能计算和设计问题成为可能。但用二维机翼剖面处理问题的升力线理论，忽略了三维影响，计算误差很大。在这个时期的研究中，螺旋桨理论充分发展，并且由更具应用性的升力面理论逐步取代了具有局限性升力线理论[8]。在升力面理论中还包含模式函数法，加速度势法以及离散涡格法或者偶极子法等。实践表明，离散涡格法最为普遍。升力面理论与升力线理论相比论文网，很明显升力面理论更胜一筹。由于升力面理论是以薄翼理论为基础，其在计算导边附近的压力分布时，由于导边存在奇性，其计算误差很大。面元法是在考虑真实物面上的厚度后再求解边界条件，因而导边没有奇性问题，其计算结果更符合实际情况[9]。七十年代时面元法已被运用在计算机翼性能的情况了。由于边界元法的进一步发展，产生了面元法。面元法分为两大类，为速度面元法以及速度势面元法（是根据物面条件控制方程的满足情况来分的）。并且都得到了广泛的运用。速度面元法是发展前期所采用的方法，其中，Hess和Smith在1964年提出了最具代表性的面元密度法[10]。该方法的原理是：满足法向速度矢量为零的控制点，这些控制点在每个面元上建立控制方程。Morino根据格林公式提出速度势面元法，并以速度势作为未知量进行求解[11-14]。速度势面元法在数值计算上相对于速度面元法来说更有利[15]。到了二十世纪八十年代，在船舶行业流体力学领域，面元法开始应用于船舶螺旋桨的设计研究。直到今天，面元法依旧是船舶螺旋桨研究中最常用的方法之一。

而在面元法的基础上，与应用计算机技术结合发展出了CFD技术，它具有操作简单、成本低、适用性广等优点，本文就是采用的CFD方法对螺旋桨的水动力性进行研究，将在后文中对CFD方法进行详细的介绍[16]。