基于OpenGL的螺旋桨几何造型程式化实现

介绍通过螺旋桨设计图纸提供的型值数据等进行螺旋桨三维几何建模的方法。利用VC++6.0编制了适合于各种类型螺旋桨的三维几何建模程序,并借助OpenGL技术实现了三维螺旋桨造型及其尾涡面的显示与人机交互功能,提高了螺旋桨三维几何建模的效率。研究中所进行的对桨叶、尾涡面以及桨毂面元网格的计算也为螺旋桨水动力数值预报提供了基础。     

基于OpenGL的螺旋桨几何造型程式化实现

介绍通过螺旋桨设计图纸提供的型值数据等进行螺旋桨三维几何建模的方法.利用VC++6.0编制了适合于各种类型螺旋桨的三维几何建模程序,并借助OpenGL技术实现了三维螺旋桨造型及其尾涡面的显示与人机交互功能,提高了螺旋桨三维几何建模的效率.研究中所进行的对桨叶、尾涡面以及桨毂面元网格的计算也为螺旋桨水动力数值预报提供了基础.     

船用螺旋桨计算机辅助功能性设计

现有的螺旋桨的几何形状采用一种称之为偏微分方程（ＰＤＥ）方法的计算机辅助设计方法加以数学表达。采用这种设计方法可以确保螺旋桨桨叶由一组少量的设计参数予以完全确定和控制。这种几何形状可以采用面元法进行分析以得到流经桨叶的流动，并且作为桨的效率性能的量度，也可以得到。让设计参数发生变化，就可以实现桨的功能设计。改变设计参数将影响效率，因此要寻求一组能给出具有最大效率的螺旋桨几何形状的设计参数。这是通过     

某内河拖船螺旋桨设计

螺旋桨设计是整个船舶设计的重要组成部分。影响螺旋桨推进性能的因素很多,在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究,并结合在工作中积累的经验,设计一艘性能较好的内河A级拖船的螺旋桨。     

基于B样条的螺旋桨面元法设计

为了改善螺旋桨的空泡性能，提出一种基于面元法的螺旋桨设计方法，桨叶几何形状用较少的B样条控制角点来表示。给定桨叶剖面环量分布，并认为桨叶剖面弦向环量分布与压力差分布形式相同。将面元法计算得到的压力差分布转换为环量分布，以计算的环量分布与给定的环量分布之差的平方和作为目标函数，通过最小化目标函数可以得到桨叶几何形状。     

非均匀流场中抗空泡桨叶剖面设计

给出非均匀流场中螺旋桨桨叶剖面的设计方法,提出保持剖面空泡特征不变的等效运转曲线的思想与确定方法。本文方法设计的桨叶剖面能有效地控制空泡范围和空泡类型,得到期望的空泡性能。剖面可采用母型剖面或“新剖面”方法来设计,进而可确定桨叶弦向环量分布,然后由升力面理论设计三维桨叶的几何形状。通过实例螺旋桨的设计,其空泡性能得到显著的改善,说明本方法是合理和有效的。     

空泡螺旋桨升力面理论设计方法

本文提供了一个局部空泡和超空泡同时存在的空泡螺旋桨或超空泡螺旋桨的升力面理论设计方法。在设计的第一阶段，基于由二元超空泡翼型的线性涡分布面元法获得的一元超空泡翼型性能，应用娄勃氏诱导因子方法升力线理论初步确定空泡螺旋浆的几何形状，如：桨叶轮廓、剖面形状、径向负荷分布和螺距分布等。然后，用局部空泡和超空泡螺旋桨的升力面性能预报方法计算设计桨的几何形状和性能，并对设计桨进行 ，最后得到考虑了三因次影响后满足设计要求的空泡螺旋桨。     

基于Pro/E和Mathcad联合的螺旋桨建模方法研究

螺旋桨桨叶曲面造型复杂,建立精确的螺旋桨三维模型需要经过复杂的坐标转换,靠单一的三维CAD软件很难实现。文章推导了坐标转换公式,联合Mathcad强大的数学计算功能和Pro/E强大的三维造型功能,成功建立了螺旋桨三维模型。该方法所建立的模型重用性好,极大的提高了设计效率。     

不同螺距拟合方式对螺旋桨优化效果的影响分析

螺距是船用螺旋桨桨叶重要的几何参数,对螺旋桨水动力性能的影响较大。在螺旋桨优化设计过程中,不同的螺距拟合方式不仅得到的螺旋桨桨叶几何形状的光顺程度不同,而且优化效果也不同。本文以DTRC438X系列桨为母型,结合粒子群优化算法和螺旋桨水动力性能的面元法理论预报程序,以提高螺旋桨敞水效率和限定推力系数值为目标,分别采用B样条曲线和贝塞尔函数拟合螺距方法进行螺旋桨各剖面螺距(桨叶其它参数与母型桨相同)的优化设计。对比两种方法各自优缺点,重点分析优化后螺旋桨的敞水效率、压力分布及环量分布并考虑侧斜的影响。经对计算结果分析表明:两种方法都得到了较好的优化效果,而采用B样条曲线拟合螺距方法的优化效果要优于贝塞尔函数法     

基于PRO/E软件的船用螺旋桨建模

结合螺旋桨结构特点及Pro/E功能特点,作出基于此软件的螺旋桨建模的方法。在建模后对原始设计坐标点及各几何参数、特性参数进行检查,及时修正数据,并光顺。对于无图谱的螺旋桨或者桨叶更复杂的螺旋桨,能比经验公式得到更精确的物理几何参数。     

螺旋桨螺距三维激光测量技术应用

文章针对船舶螺旋桨修理过程中螺距测量的需要,利用全站仪进行螺旋桨桨叶坐标数据的采集,通过三维坐标转换得到螺距计算所需数据,并与传统螺距规测量结果进行比较,验证了该方法的准确性.该方法可以满足螺旋桨螺距的测量要求,为螺旋桨修理螺距测量提供新的思路.     

某冷藏运输船有效功率的爱尔法估算分析

针对某冷藏运输船更换调距桨叶时需预先确定船体有效功率的问题,用爱尔法对弗劳德数、方形系数、爱尔系数和船体有效功率进行估算。文章介绍该冷藏船的主要参数;分析爱尔法估算船体有效功率的原理、计算表达式和爱尔标准船型参数;计算该冷藏船标准方形系数、爱尔系数,并根据实船方形系数、船宽比、浮心纵向坐标和水线长与标准值的差异分别修正爱尔系数;根据爱尔法估算不同船速的船体有效功率,并与实船试验计算结果进行比较。结果表明,爱尔法估算的船体有效功率与实船试验计算结果比较吻合,可用来对中小型民用船舶的船体有效功率进行估算。     

船舶螺旋桨机翼型桨叶周围粘性绕流的研究

此研究从N-S基本方程出发,采用亚格子尺度模型,运用大涡模拟方法,通过数值计算研究了船舶螺旋桨机翼型桨叶在低马赫数下的粘性绕流情况,其中包括创建模型、网格划分等,获得了速度场、压力场和涡量场等图像,对减小船舶阻力、降低振动噪声和提高船舶螺旋桨的设计水平具有十分积极的现实意义。     

147 000 m3薄膜型LNG(液化天然气)船船型开发

该文对国内第一个LNG船项目的船型开发、船模试验等方面进行了简单的介绍,并就螺旋桨的设计与桨叶数量的选择等问题进行了分析比较。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

基于动态水域网格计算的船舶领域研究

为了满足现代船舶的发展需求,结合船舶自动识别系统(AIS)数据量巨大,包含了丰富的船舶信息等优点.本文利用SQL2012对AIS数据进行处理,建立包含船舶静态信息和动态信息的数据库;借助C#程序语言,构建以中心船舶为原点的网格坐标系,并以船舶间相对距离方位计算周围船舶在网格中的相对位置坐标;对同长度和类型的船舶进行网格叠加计算,并以船舶频数的方式进行统计,采用数据处理软件Matlab以最小二乘法的方式对统计结果进行处理;对研究水域的主要船型不同尺度的船舶领域进行对比和统计分析,并对不同船型船舶领域略作讨论,总结得出开阔水域船舶领域的特点.     

螺旋桨设计参数对桨叶片空泡性能的影响分析

文章基于扰动速度势面元法建立了在均流条件下螺旋桨桨叶片空泡数值预报方法,空泡模型采用压力恢复闭合模型。通过对5600TEU集装箱船螺旋桨空泡的数值预报,以及与试验结果的比较,验证了该方法的可行性。该方法能够较为快速准确地预报螺旋桨桨叶片空泡,可用于分析参数对螺旋桨空泡性能的影响,为抑制螺旋桨空化设计提供基础。在此基础上重点分析了桨叶侧斜、纵倾以及桨叶剖面型式对螺旋桨空泡性能的影响,计算表明加大侧斜能够减少空泡面积,空泡向外半径偏移;桨叶剖面的设计对空泡性能影响较大,优化设计桨叶剖面可以有效减少空泡面积,提高螺旋桨抗空化能力;纵倾向压力面弯曲的分布形式可以改善梢部的压力分布,减少叶梢附近空泡长度,从而可望减少由空泡引起的脉动压力。     

基于CPC和动态联盟的船舶建造系统研究

倘若按敏捷制造理论来考虑船舶建造过程,将每艘船的设计和建造过程管理视为一个项目组并以此作为盟主,则各个分段加工中心和大量的配套厂是内外盟员且可组成一个动态联盟;若多艘船同时建造,则存在多个项目的动态联盟,并形成多层次和多交叉的形态. 本文在基于CPC理念的协同平台上将船厂、客户、供应商和合作伙伴引入船舶的开发和建造过程,通过有效的协作,将质量好、全寿命成本低的船舶更快地推向市场.文中对组建船舶建造多项目动态联盟的方式及其协调机制进行了分析和研究,并用多学科分析综合的方式提出了对船舶建造系统的模式及其功能进行评价的方法,为进一步研究和探索新的造船模式提供了参考.     

基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。