新型仿生螺旋桨优化设计

作     者：吴春晓 卢雨 刘社文 顾朱浩 邵思雨 邵武 李闯 WU Chunxiao;LU Yu;LIU Shewen;GU Zhuhao;SHAO Siyu;SHAO Wu;LI Chuang

作者机构：大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52171293) 国家自然科学基金青年项目(51809029) 大连市支持高层次人才创新创业项目(2020RQ009) 大连市科技创新基金重点学科重大项目(2020JJ25CY016) 辽宁省自然科学基金博士科研启动计划项目(2019-BS-025) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(3132022112) 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第57卷第11期

页      码：1421-1431页

摘      要：对导边变形的仿生螺旋桨的水动力性能优化设计提出一种新颖的方法.基于仿生学原理与参数化建模的方法,将座头鲸前鳍的凹凸结构应用于螺旋桨导边,即在螺旋桨导边迎流区依据指数衰减曲线和正弦函数曲线将标准光滑导边进行类似座头鲸鳍突起结构状的凹凸变形,获得的导边凹凸的仿生螺旋桨.分别对指数衰减型仿生桨与正弦函数型仿生桨进行水动力性能、空泡性能以及噪声性能数值模拟.选出其中性能较优的螺旋桨,然后将基于仿真设计(SBD)技术引入新型仿生螺旋桨优化设计中,以控制导边变形的指数衰减曲线形状的参数为优化设计变量,以母型桨的转矩作为约束条件,选取敞水效率为目标函数,采用Sobol与T-Search优化算法,构建基于指数衰减曲线的仿生螺旋桨优化研究系统.研究结果表明:将座头鲸前鳍的凹凸结构应用于螺旋桨导边对螺旋桨的空泡性能与噪声性能有所提高,但对于螺旋桨敞水性能的提高不显著,验证了本研究所建立的仿生桨水动力性能优化设计方法是有效可靠的,为仿生螺旋桨的性能数值计算及构型优化设计提供了一定的理论依据和技术指导.

主 题 词：仿生螺旋桨 指数衰减曲线 正弦函数曲线 基于仿真设计(SBD)技术 优化算法 

学科分类：08[工学] 082402[082402] 0824[工学-林业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.174

馆 藏 号：203124526...