摘要：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。

摘要：[目的]旨在研究不同桨叶参数变化对大侧斜螺旋桨振动模态的影响规律。[方法]以某大侧斜螺旋桨为研究对象,开展系列变参数方案设计和振动模态有限元计算,并采用模型试验对数值方法进行有效验证。最后,通过计算结果分析得到不同设计参数对桨叶各阶固有频率及衰减系数和桨叶振型的影响规律。[结果]计算结果表明,桨叶的固有频率随剖面厚度、盘面比、毂径比的增加而增大,并随其侧斜角度的增大而减小,研究参数中以剖面厚度和侧斜对桨叶固有频率的影响为最大;流-固耦合效应对一阶固有频率衰减系数影响为最大,剖面厚度分布整体的增加和外半径的增加均对减小一阶固有频率衰减系数有利,反之,盘面比的增加、侧斜平衡点的内移和大纵倾角对减小一阶固有频率衰减系数不利;系列变参数设计方案的一阶振型基本一致,表明剖面厚度和侧斜等设计参数变化主要影响桨叶的高阶振型。[结论]研究结果可为大侧斜螺旋桨设计过程中振动模态优化控制提供指导和参考。

摘要：为设计出具有良好侧斜分布的螺旋桨剖面,采用智能优化领域的粒子群优化(PSO)算法,结合非定常面元法对螺旋桨的侧斜分布进行了优化设计.给出了PSO算法的数学模型及其在侧斜优化设计中的主要计算过程,并以HSP桨为母型进行设计.获取了2种纵倾方式下非定常推力系数的2阶幅值收敛情况、侧斜分布随迭代次数的收敛情况以及主桨叶在旋转1周的非定常推力系数随迭代次数的变化规律等.由计算结果可知,优化桨的非定常推力系数脉动比母型桨减小了许多,即通过改变螺旋桨侧斜分布能有效改善非均匀流场中螺旋桨的性能,进而也验证了PSO方法在螺旋桨侧斜优化设计中的可行性.

摘要：针对大侧斜螺旋桨INSEAN E1619的图谱水动力数据,利用三次样条插值算法对图谱数据进行大规模扩充,基于多项式线性方法和随机森林法开展图谱螺旋桨推力系数和转矩系数的回归分析,通过k折叠交叉验证和随机网格搜索方法优化模型超参数,获得适合大侧斜螺旋桨图谱的高精度随机森林代理模型,它在扩充后的图谱数据集上表现更佳,螺旋桨推力系数、转矩系数和效率的平均预测误差仅为0.8%,0.8%和0.4%,可为更高精度的数字化螺旋桨图谱构建提供方法和参考,螺旋桨图谱的高精度数字化表达对实现图谱设计法的自动化和创新发展有重要影响。

摘要：采用求解基于雷诺时均处理的流场控制方程计算和分析了大侧斜螺旋桨在进速系数J=0.2～1.0范围内的敞水性能和流场流动特征并与实验数据进行了比较.选择SSTκ-ω二方程紊流模型对湍流进行模拟.结果表明:推力系数与实验值有很好的一致性,误差小于3%;力矩系数较实验值偏大,误差在5%以内,且变化趋势稳定;敞水效率曲线变化趋势与实验一致,最高效率点与实验相同;即使在设计工况附近,螺旋桨尾流仍然存在明显的切向旋转速度;桨叶吸力面靠近叶梢部分存在低压区;r=0.7R叶切面压差最大点位于切面最大厚度处,与切面所能承受最大压应力位置一致.最后计算确定了该螺旋桨模型桨敞水实验时对应的临界雷诺数为7.6×105,与实验情况吻合.该值较国内教科书中提到的ITTC给定临界雷诺数3.0×105要大.

摘要：针对大侧斜螺旋桨复杂的几何外形和载荷分布,为准确解决其强度校核问题,介绍了两种螺旋桨强度校核方法,传统的悬臂梁法和有限元法。前者视桨叶为变截面的悬臂梁,按正车最大航速时的静态负荷来进行校核;采用有限元法在全速正车和紧急倒车状态时计算叶片的应力应变,重点介绍了紧急倒车过程中作用在桨叶上最大水动力载荷的确定方法。最后通过算例分析,比较两种方法校核同一螺旋桨强度的结果,指出有限元法更适合用于大侧斜螺旋桨的强度校核。

摘要：对一艘大型集装箱船,按图谱方法设计了一个常规桨。在相同的设计条件下按升力面方法设计了两个不同侧斜角的大侧斜桨。三个桨模在中国船舶研究中心大型空泡水筒中用假船尾加网格模拟的伴流场中进行了脉动压力测量。测量结果表明:大侧斜桨与常规桨比较可以明显地降低螺旋桨对船体诱导的脉动压力,下降幅度达30%左右。

摘要：基于三维频域面元和有限元耦合方法建立了螺旋桨双向流固耦合问题的数学模型,推导了螺旋桨双向流固耦合附加质量矩阵以及附加阻尼矩阵,分析了螺旋桨侧斜角以及来流速度对于附加质量矩阵以及附加阻尼矩阵的影响。结果表明,桨盘面来流速度对于附加质量效应影响很小,但对附加阻尼效应影响显著;考虑附加水质量时,螺旋桨侧斜角越大,弹性桨叶第一阶弯曲模态频率下降越多,而第一阶桨叶扭转模态呈现相反规律。研究方法和结果可为低噪声螺旋桨设计提供必要的理论参考。

摘要：20世纪60年代和70年代建造的船舶,其主机与螺旋桨的匹配功率和航速要比现今从油价考虑的经济匹配功率和航速高得多。目前,这些船舶大多数以降低螺旋桨转速和功率的方式营运。另外,一般柴油机船舶在海上航行1年-2年后,由于船体污底、螺旋桨粗糙度等因素,螺旋桨负荷变重。如果新船设计时储备的功率不足,螺旋桨在设计转速下运转,主机就会超负荷,因此也采用螺旋桨降速运行。对于原来设计在较高航速而改在采用经济航速航行的船舶。

摘要：前言60年代中期建造的船舶,其主机和螺旋桨的匹配功率和航速要比现今从油价考虑的经济匹配功率和航速高得多。这些船舶目前大多数以降低螺旋桨转速和功率方式营运。另外,一般海上航行的柴油机船舶在1—2年后,由于船体、螺旋桨的污底、粗糙度等因素,螺旋桨负荷较重。如果新船设计时保留的储备功率不足,螺旋桨在设计转速下工作。