基于遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

船舶螺旋桨的设计主要分为理论法与图谱法,目前,图谱法设计已有成熟的计算程序与之匹配,采用遗传算法搜索进行船舶螺旋桨优化设计是一条新的思路。采用Wageningen B图谱的回归多项式,利用遗传算法的高效、并行、基于适应度函数的搜索法,进行螺旋桨优化设计,将螺旋桨直径、螺距比和盘面比作为设计变量,空泡性能作为约束条件,在保证目标转速的前提下优化船舶航速。经优化设计实例计算表明,遗传算法适用于船舶螺旋桨的优化设计。     

经计算机进一步分析过的瓦赫宁恩B系列螺旋桨资料

本文给出了供船舶初步设计用的经计算机分析得出的瓦赫宁恩B系列螺旋桨敞水性征的回归多项式。这些多项式是对原来的组成B系列的120个桨模的敞水试验资料通过多元回归分析方法得到的。所有试验数据均采用Lerbs提出的‘等效翼型’法作了雷诺数影响的修正.并给出了这种雷诺数影响的增量多项式。本文还给出了方便选择伸张叶面积和叶片厚度的衡准公式.最后还介绍了可供方便确定螺旋桨最佳直径和最佳转速的图谱。     

螺旋桨设计图谱的数学表达

本文用多元多项式回归分析方法给出了螺旋桨设计图谱(B_p~(1/2)～δ图谱)的一种精度较高的数学表达形式。所得的回归表达式适用于电子计算机进行螺旋桨图谱设计。文中给出了目前常用的 B 系列和 AU 系列的敞水性征曲线和 B_p~(1/2)～δ图谱的多项式表达式的数值结果。     

基于BP人工神经网络和遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

在原有图谱设计方法的基础上,采用BP(Back-Propagation)人工神经网络模型和遗传算法GA(GeneticAlgorithm),建立了一种船舶螺旋桨优化设计方法。BP人工神经网络模型通过训练可以具备强大的非线性映射能力,以数学解析的形式,较好地提取了海量螺旋桨水动力性能数据特征;GA不依赖于问题的具体领域,对问题的种类有很强的鲁棒性,为计算机辅助船舶螺旋桨优化设计提供了一种通用的多参数优化框架。针对三体消波艇半浸式螺旋桨和沿海巡逻艇螺旋桨的设计实例表明,该方法能快速可靠地搜索到最优解,不仅具有足够的工程精度,而且实用方便,适用性强。     

基于BP人工神经网络和遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

在原有图谱设计方法的基础上,采用BP(Back-Propagation)人工神经网络模型和遗传算法GA(GeneticAlgorithm),建立了一种船舶螺旋桨优化设计方法.BP人工神经网络模型通过训练可以具备强大的非线性映射能力,以数学解析的形式,较好地提取了海量螺旋桨水动力性能数据特征;GA不依赖于问题的具体领域,对问题的种类有很强的鲁棒性,为计算机辅助船舶螺旋桨优化设计提供了一种通用的多参数优化框架.针对三体消波艇半浸式螺旋桨和沿海巡逻艇螺旋桨的设计实例表明,该方法能快速可靠地搜索到最优解,不仅具有足够的工程精度,而且实用方便,适用性强.     

JDC 3-50可调螺距螺旋桨

近年来交大船模试验池发展了一种JDC三叶调距桨系列,该系列包括盘面比为0.35、0.50及0.65三组螺旋桨。本文介绍JDC 3-50螺旋桨系列的试验结果。试验数据用回归分析法由DJS-6电子计算机进行整理,文中给出了多项式的回归系数,常用的(1/2)B_p～δ图谱和静态水动力矩性征曲线,此外还给出了简易设计图谱和初始螺距比时的离心力矩系数。 与国外几个螺旋桨系列性能比较表明,JDC 3-50系列的敞水性能是比较理想的。     

快速估算航速的方法及软件实现

研究一种快速估算航速的方法,并基于该方法开发估算软件NEPTUNE,用于船舶方案设计阶段快速预报航速,提高设计效率。阻力估算采用基于母型船的二因次法,螺旋桨设计采用基于MAU图谱的最佳直径和限制直径螺旋桨设计。通过算例对该方法及软件进行验证,航速误差小于0.2 kn,能够满足方案设计阶段航速估算的要求,具有一定的实用价值。同时,统计了71型船的模型试验数据,回归了相关补贴计算公式,并量化了螺旋桨的转速余量。     

浅谈螺旋桨设计中的螺距修正

螺旋桨设计中,设计的螺旋桨的某些参数往往与所采用的图谱系列螺旋桨不同,必须对设计螺旋桨的螺距进行修正,才能使二者性能相同,文中对螺距修正方法进行了浅述。     

船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究

为了方便、快捷地实现船舶机桨匹配设计及性能分析,依据荷兰船模整理完成的B型螺旋桨新图谱,通过数值计算与回归得到螺旋桨匹配设计过程中各参数回归函数,利用C#编写机桨匹配计算程序,并对船舶航行性能及主机工况进行分析.通过对比分析得到设计的计算平台可以很好的满足计算精度的要求.     

螺旋桨选型的图谱应用

由于螺旋桨是船舶推进系统的重要组成部分,因而螺旋桨的选型设计是船舶建造设计中非常重要的工作。通过初步选型和最终选型2个步骤,利用图谱并结合在工作中的实际案例介绍了螺旋桨选型的具体方法和以最佳直径为指标的选型方法。     

大侧斜螺旋桨水动力数值图谱构建与应用研究

CFD方法的快速发展为螺旋桨水动力图谱构建提供了新的手段。针对大侧斜螺旋桨设计的强烈需求，以INSEAN E1619为母型桨拓展形成大侧斜螺旋桨系列方案，利用CFD方法开展大侧斜桨敞水虚拟试验，然后通过多元回归分析实现敞水结果的数字化表达，并对表达结果进行校验，在此基础上完成大侧斜螺旋桨水动力数值图谱设计程序开发和实例应用分析。经校验证明，回归多项式计算精度可满足数值图谱的开发要求。实例应用分析结果表明：相比B-系列螺旋桨图谱，在直径不受限制的条件下，本数值图谱设计方案效率与之相当，最佳直径偏小6%左右；在直径受限的条件下，本数值图谱设计方案效率偏高，文中实例给定直径下偏高约7%。该数值图谱可为低噪声大侧斜螺旋桨初步设计阶段的推进性能评估和推进系统参数选型提供新的手段和工具。     

吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

船舶螺旋桨设计方法的回顾与展望

船舶螺旋桨设计一般可分为图谱设计和理论设计两种,为满足螺旋浆越来越高的性能要求,对这两种设计方法的发展历史及其各自的优缺点分别进行了阐述。经比较分析,面元法能为螺旋浆的设计提供可靠的理论基础和计算手段,并且对船舶螺旋桨的研究方法进行了展望。     

双艉船推进因子及其实船相关分析

双艉船型是目前应用于长江及内河各水系的快速性节能优秀船型。在实船航速预报、螺旋桨设计中需要较准确地估算其推进因子。本文对双艉船推进因子模型系列试验图谱进行了回归分析，给出了回归公式。并根据实船试航结果对用系列图谱计算的有效功率和推进因子进行了相关分析，表明用图谱计算结果来预估实船快速性是可靠的。     

基于多工况船舶的简易导管螺旋桨程序设计

介绍了使用VB语言编制的JD75及JD7704 Ka系列简易导管螺旋桨设计的程序.该程序根据多工况船舶螺旋桨选择设计工况的特点,提供了两种设计模式供用户选择,以此达到选择较佳设计工况的目的;引用AutoCAD对象库提供的方法帮助完成设计过程中的一些计算.     

基于图谱设计法的11300 DWT油船螺旋桨优化设计

针对目前航运市场萧条、船舶运价急剧下降、能源消耗大、运营成本居高不下的问题,以11 300 DWT油船为研究对象,运用图谱设计法对螺旋桨进行优化设计,并利用CFD方法对螺旋桨优化后的淌水性能与节能效果进行了数值模拟及实船试验,进而达到船舶节能降耗的目的。实船试验结果表明,优化后的螺旋桨在保证效率的同时,船舶油耗下降约19%,在很大程度上降低了船舶的运营成本。     

高海况下的螺旋桨计算机辅助设计研究

螺旋桨是船舶动力系统的关键部件,螺旋桨的设计水平和制造质量直接决定了船舶的性能。近年来,人类对海洋资源的开发程度逐渐提高,高海况下的船舶作业越来越常见,对舰船螺旋桨的质量提出了更高要求。目前,计算机辅助设计制造(CAD/CAM)技术逐渐成熟,在工业领域获得广泛应用。本文首先对舰船螺旋桨的设计要素进行研究,然后建立了螺旋桨的敞水特性方程,最后在UG软件平台上开发了一种高海况下的螺旋桨辅助设计方法。     

基于NAPA的螺旋桨图谱设计模块开发研究

在船舶设计专用软件-NAPA的基础上进行了螺旋桨图谱设计的模块开发,着重研究了螺旋桨设计参数的输入、图谱的数值处理和图形生成等问题.该模块的开发研究,为船用螺旋桨的计算机辅助设计探索了一条有效的新途径.     

船舶电力推进系统螺旋桨负载特性动态仿真

采用Chebyshev多项式拟合四象限螺旋桨的特性图谱,依照船舶以及螺旋桨的运动特性搭建船桨的数学模型,分析船舶航行过程中的动态响应曲线,进而为船舶实际中的起航以及停车等操作提供科学、合理的依据。     

船舶倒车停船运动仿真研究

根据Guldhammer和Harvald图谱估算船舶的剩余阻力系数,运用Nordstm模桨系列图谱和换算系数估算船舶的四象限螺旋桨特性曲线,在船舶吃水船长比处于不同的范围时运用不同的方法计算倒车横向力,考虑了舵力和风力对停船运动的影响。运用MMG模型,对"Mariner"轮和"乐荣"轮进行了倒车停船运动仿真试验,并与相应的两船实船试验结果进行了比较,两者基本符合。