串列螺旋桨设计方法

本文介绍了我所关于串列螺旋桨的部分研究成果,包括五个系列敞水试验曲线和一个半理论计算方法。为了便于应用,串列螺旋桨的试验曲线已制成(B_P)~(1/2)-δ形式的设计图谱。计算方法是籍助升力线理论算出前、后桨的干扰作用,得到作为一个单独螺旋桨的相当无穷远来流速度,再利用普通螺旋桨的敞水性征曲线来计算串列螺旋桨的水动力性能。这个方法是有效的,它和模型试验结果相当一致,而且既能算串列螺旋桨的正问题,也能算其反问题;同时它又很简单,避免复杂的数学运算,不仅小型电子计算机可算,甚至能手算,可以为一般工程技术人员所用。     

串列螺旋桨的模型系列试验和图谱设计方法

本文是作者关于串列螺旋桨方面的研究报告之一,它探讨了串列浆的重要参数(包括桨距比、叶错角以及前后桨的直径、螺距分布和配合、叶型和叶轮廓等)对其性能的影响,发表了两组串列螺旋桨系列试验图谱CLB4-40-2和CLB4-55-2,并给出了用图谱方法设计串列螺旋桨的框图。 对于直径不受限制的情况:在(1/2)B_p≥4时,串列桨的效率比相近盘面比的普通桨略高,最佳直径减少4％以上;对于直径受限制的情况:在(1/2)B_p≥4时,串列桨效率皆较相近盘面比的普通单桨为高,其效率增加量随功率系数(2/1)B_p的增大或直径系数δ的减小而增加。     

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。     

串列螺旋桨水动力性能的数值预报

为了分析串列螺旋桨的水动力性能,本文运用计算流体动力学理论,结合雷诺时均RANS方程和相对运动参考坐标系对其三维定常粘性流动进行数值模拟。应用Fortran语言编制程序计算螺旋桨的型值点,并采用三次样条曲线拟合各点,建立串列桨三维模型。以某一串列螺旋桨作为研究对象,得到螺旋桨的推力系数、转矩系数以及流域内速度分布等水动力特性参数,并给出敞水性能曲线。计算结果与试验数据吻合较好,验证了数值方法的可行性和准确性。     

串列螺旋桨水动力性能的数值预报

为了分析串列螺旋桨的水动力性能,本文运用计算流体动力学理论,结合雷诺时均 RANS方程和相对运动参考坐标系对其三维定常粘性流动进行数值模拟。应用 Fortran语言编制程序计算螺旋桨的型值点,并采用三次样条曲线拟合各点,建立串列桨三维模型。以某一串列螺旋桨作为研究对象,得到螺旋桨的推力系数、转矩系数以及流域内速度分布等水动力特性参数,并给出敞水性能曲线。计算结果与试验数据吻合较好,验证了数值方法的可行性和准确性。     

一种螺旋桨设计方法

本文介绍了利用Ｂ系列螺旋桨回归系数进行螺旋桨终结设计的方法。     

导管空气螺旋桨的设计方法

简要介绍了导管空气螺旋桨的类型,基于动量理论、叶素理论和涡流理论阐述了加速型导管空气螺旋桨的设计方法,给出了一个基于该设计方法的设计实例,并将该设计方法的计算结果与试验结果以及其他方法的计算结果进行分析比较,计算结果与试验测量值吻合较好,进一步验证了该方法的可行性。     

低噪声,低激振半串列螺旋桨的研究

本文提出了一种新型半串列桨，并以升力面理论为基础进行水动力设计，性能计算，以及几何轮廓设计，试验表明，该形式的螺旋桨可降低噪声，激振，并能改善空泡性能，敞水效率亦略有提高。     

简化伴流中螺旋桨空泡性能数值模拟方法

为实现船后螺旋桨空泡性能的快速预报,简化伴流,采用RANS数值模拟方法,结合SST k-ω湍流模型及基于Rayleigh-Plesset方程的空泡输运模型进行螺旋桨空泡性能数值模拟。提取船后标称伴流作为简化伴流方法的入流边界条件,获得空泡形态随桨叶旋转角度的变化特征及空泡诱导脉动压力特征,与船后螺旋桨空泡预报结果及试验结果进行对比分析,均能吻合较好,采用简化伴流方法开展螺旋桨空泡性能预报,可以快速可靠地获得船后螺旋桨空泡性能,提高螺旋桨空泡性能预报效率。     

螺旋桨环流理论(升力线理论)设计

分别应用Morgan关于近似法的理论与Lerbs关于精确法的理论进行螺旋桨环流理论(升力线理论)设计,并将用2种方法分别计算得到的切向和轴向诱导速度、环量分布和升长系数进行对比。由计算结果得知二者相当接近,因而实际应用中在螺旋桨初步设计阶段可以使用近似法较为简便地进行估计。     

任意径向负荷分布的螺旋桨理论设计

本文简单介绍了设计任意径向负荷分布螺旋桨的勒勃思升力线理论和摩根的升力面修正,给出了解决这一设计问题的基本方程式,对于理论设计中关于强良、空泡、叶片轮廓和伴流不均匀性等县体问题也进行了讨论。最后,给出了计算机程序的框图和设计计算结果,并列表同爱克哈特摩根和中国船舶研究中心的结果作了比较。     

B系列串列螺旋桨敞水性能参数匹配数值仿真

分析研究B系列螺旋桨的敞水性能,应用VB语言编制B系列桨回归方程的计算程序,数值过程基于雷诺平均纳维—斯托克斯(RANS)法处理数值粘性流场,采用Fortran语言、Pro/E和GAMBIT前处理软件联合建模并划分网格,研究湍流模型对螺旋桨敞水性能的影响,对串列螺旋桨数值计算验证和敞水性能参数匹配问题进行研究,分析其尾流和速度场的变化状况.结果表明:RSM模型为较佳湍流模型;合适的桨距比和叶错角可明显提高串列桨的敞水性能,串列桨后桨吸收前桨的尾涡能量,且随着与盘面处的距离增大,串列桨轴向诱导速度减少趋势快于单桨,可提高串列桨的敞水效率.     

对转螺旋桨升力面设计方法

本文针对对转螺旋桨这类组合式推进器的设计问题,采用了升力面设计方法进行设计,在设计过程中通过前后桨的相互迭代求出彼此间的诱导速度,以此来考虑它们之间的相互作用,并采用此方法作了一对对转螺旋桨的设计,同时应用面元法进行了水动力预报。     

船用螺旋桨逆向改型设计方法研究

逆向工程技术可以实现产品的快速创新,将该技术应用到船用螺旋桨改型设计中,突破了螺旋桨的传统设计模式。本研究通过对叶片数字化模型进行整体扭转变形和翘曲变形实现了桨叶的改型,并结合CFD计算发现这种改型方法对提高螺旋桨的推进效率具有重要的作用。结果显示：扭转变形5°,10°,15°,其效率分别提高了4.3%,6.75%,9.42%。再扭转15°的条件下分别对叶梢翘曲±10 mm,发现翘曲-10 mm时推进效率略有降低,而翘曲+10 mm后推进效率有显著提高。     

叶梢带端板螺旋桨的设计方法

本文主要论述叶梢带端板螺旋桨的设计方法。采用推广的勒布斯（Lerbs）升力线理论和修正的动量定理来计算诱导速度与水动力螺距角。给出了叶梢带端板螺旋桨的环量分布形式以及推力分布的求取方法，还着重介绍了叶梢端板的设计。     

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。     

节能的螺旋桨设计

美国海岸巡逻队研究院最近成功试验了一种船用螺旋桨推进器,据悉它比普通推进器节能15％,可同时增速10％。该螺旋桨推进器根据最先进的理论及方程式,再通过电脑辅助设计而成,它的斜轴上有四块特制的     

优化理论在螺旋桨水动力设计中的应用

论文结合优化算法和升力线设计计算程序,以理想效率最优为目标,对螺旋桨径向环量分布进行优化计算。其中,待求的径向环量分布用正弦级数进行参数化表达。在算例中,开展了正弦级数参数选取个数对优化结果影响的数值试验,并与传统的变分法计算得到的最佳环量进行比较。当选取4个参数进行优化时,用论文的方法优化得到的环量分布和传统变分法计算得到的最佳环量分布基本一致。为了对论文的优化方法的有效性进行验证,在拖曳水池开展了螺旋桨敞水性能对比试验。数值计算和模型试验结果表明,论文建议的优化方法是可行和有效的,优化效果与传统变分法相当甚至更佳。     

不均匀流场中串列螺旋桨的空泡、激振力分析

本文基于普通螺旋桨的准定常理论和有关空泡、激振力的理论,发展了不均匀流场中串列螺旋桨空泡、激振力的一个计算方法。主要内容包括:Sasajima加权平均对周向不均匀流场的处理;计及前桨尾流收缩影响的串列螺旋桨正问题计算;轴承力和表面力的谐调分析;前、后桨一对叶片推力偏心的计算和推力、扭矩脉动的谐调分析计算;前、后桨叶剖面空泡长度和面积计算;前、后桨对空间一场点脉动压力的计算。本文还计算了同一伴流场中负荷相同,但叶错角和前、后桨螺距匹配情况不同的串列螺旋桨空泡长度。结果表明:不同的叶错角和不同的螺距匹配对串列旋桨的空泡长度有明显的影响。本方法对不均匀流场中串列螺旋桨的设计以减少激振力有一定的实际意义。