一種高效導管設計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效導管設計方法，涉及船舶推進系統(tǒng)設計領域。導管螺旋槳在重負荷的船舶上的應用越來越廣泛，導管作為導管螺旋槳的關鍵部件之一，尋求高效的導管將是未來的研究方向。針對上述問題，本發(fā)明提出了一種基于導管參數(shù)化表達方法的的高效導管設計方法。本發(fā)明采用了參數(shù)化表達導管線型，并且采用CFD計算方法來設計高效導管。使用本發(fā)明方法可以方便、快捷地設計出高效率的導管。
【專利說明】一種高效導管設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶推進系統(tǒng)設計領域，尤其是一種螺旋槳導管的設計方法。
【背景技術】
[0002]導管螺旋槳是船舶的一種推進工具，是指在螺旋槳周圍加上導管，就成為導管螺旋槳。目前，導管螺旋槳在重負荷的船舶上的應用越來越廣泛。
[0003]導管是在螺旋槳的外周安裝的一種固定的部件，導管壁的軸向截面呈機翼形，翼形的凸面朝向?qū)Ч艿膬?nèi)面，其前端的圓形邊緣朝著運動方向，利用導管，可以改變通過螺旋槳的流體速度。
[0004]導管作為全回轉(zhuǎn)推進器的關鍵部件之一，直接影響了全回轉(zhuǎn)推進器的效率，尤其是系泊狀態(tài)的效率。目前比較常用的導管為N0.19A導管等，對于導管的表達方式目前還沒有形成參數(shù)化表達，同時還沒有形成有效的高效導管的設計方法，無法使全回轉(zhuǎn)推進器達到最高的效率。因此，尋求高效的導管已成為未來的研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本 申請人:針對上述問題及技術需求，提出了一種基于導管參數(shù)化表達方法的高效導管設計方法。使用本方法可以方便、快捷地設計出高效率的導管。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種高效導管設計方法，包括如下步驟:
[0008]I)將導管線型分為導管內(nèi)表面與導管外表面，其中導管內(nèi)表面分為導管進口段、導管中間段以及導管出口段；定義 P0(x0，y0)、Pl(xl，yl)、P2(x2，y2)、P3(x3，y3)、P4 (x4, y4)、P5(x5, y5)、P6(x6, y6)七個控制點;導管內(nèi)表面由P0、P6、P1、P2、P3五點控制，其中導管進口段由PO、P6、Pl三點控制，導管中間段由P1、P2兩點控制，導管出口段由P2、P3兩點控制；導管外表面由P0、P5、P4三點控制；定義控制點？1、？2、？3、？445、？6的斜率分別為 kl、k2、k3、k4、k5、k6 ；
[0009]2)定義導管進口面積系數(shù)Ain、導管出口面積系數(shù)Aout、導圓半徑RLE及隨圓半徑RTE ;導管導邊曲線/^0/^6為導邊導圓的一段弧長，其中導圓原點定義為0(RLE，y0)，控制點PO與P5的夾角為α =90度，控制點PO與Ρ6的夾角為β = 45度；導管長徑比為0.5，定義螺旋槳半徑R = 1，則導管長度L為1，
[0010]3)七個控制點Ρ0、Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4、Ρ5、Ρ6分別定義如下:
[0011]Ρ0:χ0 = O, yQ = 4AhT~R.,
[0012]Pl:xl = 0.4, yl = O ；
[0013]P2:x2 = 0.6，y2 = O ;
[0014]P3:x3 = 1.0, V3 = 4Aou1- R ；
[0015] P4:x4 = I, y4 = y3+RTEX 2 ；[0016]P5:x5 = RLE.(1-cos a ), y5 = yO+RLE.sin a ；
[0017]P6:x6 = RLE.(1-cos β ), y6 = yO-RLE.sin β ；
[0018]4)斜率1^1、1^2、1^3、1^4、1^5、1^6分別定義如下:
【權利要求】
1.一種高效導管設計方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將導管線型分為導管內(nèi)表面與導管外表面，其中導管內(nèi)表面分為導管進口段、導管中間段以及導管出口段；定義 PO (xO, yO)、Pl (xl，yl)、P2 (x2, y2)、P3 (x3, y3)、P4 (x4, y4)、P5(x5，y5)、P6(x6，y6)七個控制點；導管內(nèi)表面由P0、P6、P1、P2、P3五點控制，其中導管進口段由P0、P6、P1三點控制，導管中間段由P1、P2兩點控制，導管出口段由P2、P3兩點控制；導管外表面由P0、P5、P4三點控制；定義控制點P1、P2、P3、P4、P5、P6的斜率分別為kl、k2、k3、k4、k5、k6 ； 2)定義導管進口面積系數(shù)Ain、導管出口面積系數(shù)Aout、導圓半徑RLE及隨圓半徑RTE ;導管導邊曲線P5P0P6為導邊導圓的一段弧長，其中導圓原點定義為O (RLE，yO)，控制點PO與P5的夾角為α = 90度，控制點PO與Ρ6的夾角為β = 45度；導管長徑比為0.5，定義螺旋槳半徑R = 1，則導管長度L為1， 3)七個控制點Ρ0、Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4、Ρ5、Ρ6分別定義如下:
【文檔編號】B63H5/15GK103963948SQ201410220415
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權日:2014年5月22日
【發(fā)明者】周劍, 丁恩寶, 辛公正, 劉登成, 曹慶明, 劉小龍 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所