高速艇螺旋槳設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、相比于常規(guī)船型,高速艇有很多自身的特點(diǎn),其中包括:在設(shè)計(jì)高速艇時,考慮到其對航速和航態(tài)的特殊要求,設(shè)計(jì)者通常會將艇型設(shè)計(jì)得復(fù)雜多變,以降低來流對艇體的阻力、提升艇的適航性和操縱性;另外高速艇在航行時,其艇體航態(tài)隨航速的變化而產(chǎn)生較大變化。高速艇的這些艇體特征和運(yùn)動特征會導(dǎo)致船后伴流場的不均勻程度明顯升高,從而引起其螺旋槳空泡產(chǎn)生加劇、船體振動和噪聲增大等一系列問題。因此在設(shè)計(jì)高速艇螺旋槳時,有必要應(yīng)用環(huán)流理論法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,以使艇一機(jī)一

2、槳達(dá)到更好的匹配。
　　論文闡述了一款自行開發(fā)的可用于高速艇螺旋槳初步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件,并對其方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該軟件主要面向工程應(yīng)用,因此計(jì)算過程選擇基于升力線理論和升力面修正的方法,該方法相對簡單易行,且可滿足工程精度的要求。本軟件可針對高速艇航速高,主機(jī)功率大,螺旋槳轉(zhuǎn)速快、船后伴流復(fù)雜等特點(diǎn),設(shè)計(jì)出水動力性能、空泡性能及強(qiáng)度均滿足設(shè)定要求的螺旋槳。設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)為槳葉剖面上的環(huán)量分布提供了四種載入方式,分別為:用戶自定義

3、任意環(huán)量分布形式、程序內(nèi)置任意環(huán)量分布形式、最佳環(huán)量分布形式、以及初設(shè)水動力螺距比形式。在槳葉剖面翼型選擇上,提供了較適用子船用螺旋槳的四種形式,分別為:具有NACAa=0.8拱弧線的NACA66(MOD)剖面、具有NACAa=0.8拱弧線的NACA16剖面、具有NACA65拱弧線的NACA16剖面以及具有NACAa=0.8拱弧線的準(zhǔn)橢圓剖面。此外,設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)提供了四種較為簡單有效的槳葉側(cè)斜分布形式,供用戶選擇使用。
　　論文敘

4、述了升力線理論計(jì)算螺旋槳性能參數(shù)及葉剖面幾何參數(shù)的具體過程,并介紹在此基礎(chǔ)上加以升力面修正的方法,同時闡述了水動力性能及強(qiáng)度校核的準(zhǔn)則及具體調(diào)節(jié)方法。文中還描述了在考慮來流不均勻性的影響時對二元切面的空泡斗進(jìn)行修正的方法,并探討了一種基于Theodorsen方法和邊界層修正的的螺旋槳空泡數(shù)值計(jì)算的新方法,以試圖更好的預(yù)報(bào)槳葉的空泡特性。
　　論文在理論方法的基礎(chǔ)上開發(fā)了系統(tǒng)計(jì)算軟件。在軟件編制過程中采取模塊化編程方式,其中使用Vi

5、sual Basic.NET進(jìn)行可視化界面開發(fā),采用Fortran語言進(jìn)行計(jì)算程序的編寫,二者使用動態(tài)鏈接庫(DLL)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此外,為使計(jì)算所得螺旋槳數(shù)據(jù)表達(dá)更直觀,且可為工程制造提供依據(jù),系統(tǒng)與專業(yè)繪圖軟件AUTOCAD連接,提供螺旋槳自動繪圖功能。
　　論文最后進(jìn)衍了兩例驗(yàn)證性設(shè)計(jì)計(jì)算,以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算的準(zhǔn)確性與可靠性。其中一個算例為《CB/Z219-87水面艦艇螺旋槳設(shè)計(jì)計(jì)算方法》中所載的一艘護(hù)衛(wèi)艦螺旋槳設(shè)計(jì)算例