B型螺旋桨图谱的模块化程序设计
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图谱设计
本章主要内容
§9-1 设计问题和设计方法 §9-2 B-δ型图谱的设计及其应用 §9-3 K-J型设计图谱 §9-4 设计螺旋桨时应考虑的若干问题 §9-5 螺旋桨图谱设计举例
§9-１ 设计问题和设计方法
船舶线型初步设计完成
船体的有效马 力曲线
达到预定航 速，消耗的 主机马力小
设计一个 螺旋桨？
⑤ 将各 BP = 常数时(在图谱上表现为垂直线)效 率最高的点连成光滑的曲线，即得最佳效率线。
2．AU型螺旋桨型式
1、 AU型 螺旋桨的原型 2、 MAU型---改进AU型（见下页） 3、 AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有
一定翘度(这对于改善桨叶根部叶间干扰 有一定效果)，在六叶上采用这种型式。 4、MAUw型
BP δ 图图谱谱
η= 0.57 η= 0.65
P/D
1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
1
δ= 30
2
3
δ= 40
δ= 50
δ= 60
4
5
6
BP
BP δ 图谱
① 在同一叶数和盘面比的螺旋桨敞水性征曲线组上， 取一定值的螺距比P/D，并设定一系列的J值，在同 一P/D的性征曲线上读取与J相应的一系列KQ及η0值。
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
KQΒιβλιοθήκη 0.5K T P/D = 1.2
0.4
1.0
0.3
0.8
0.8
0.6
0.6 0.2 0.4
P/D = 0.4
§9-1 设计问题和设计方法 §9-2 B-δ型图谱的设计及其应用 §9-3 K-J型设计图谱 §9-4 设计螺旋桨时应考虑的若干问题 §9-5 螺旋桨图谱设计举例
§9-１ 设计问题和设计方法
船舶线型初步设计完成
船体的有效马 力曲线
达到预定航 速，消耗的 主机马力小
设计一个 螺旋桨？
⑤ 将各 BP = 常数时(在图谱上表现为垂直线)效 率最高的点连成光滑的曲线，即得最佳效率线。
2．AU型螺旋桨型式
1、 AU型 螺旋桨的原型 2、 MAU型---改进AU型（见下页） 3、 AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有
一定翘度(这对于改善桨叶根部叶间干扰 有一定效果)，在六叶上采用这种型式。 4、MAUw型
BP δ 图图谱谱
η= 0.57 η= 0.65
P/D
1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
1
δ= 30
2
3
δ= 40
δ= 50
δ= 60
4
5
6
BP
BP δ 图谱
① 在同一叶数和盘面比的螺旋桨敞水性征曲线组上， 取一定值的螺距比P/D，并设定一系列的J值，在同 一P/D的性征曲线上读取与J相应的一系列KQ及η0值。
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
KQΒιβλιοθήκη 0.5K T P/D = 1.2
0.4
1.0
0.3
0.8
0.8
0.6
0.6 0.2 0.4
P/D = 0.4
一种螺旋桨参数化建模方法
一种螺旋桨参数化建模方法
张以良;熊鹰;时立攀
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】对螺旋桨进行优化时，需要建立起优化计算的样本空间，即要实现初始桨的参数化建模。
本文基于贝塞尔曲线拟合原理编程实现了螺旋桨的参数化建模，对螺旋桨的径向参数分布分别用一条贝塞尔曲线进行拟合，曲线的控制点通过遗传算法寻优求得。
文中以4382桨为例，对其进行参数化建模，讨论了三、四、五、六阶贝塞尔曲线的拟合效果，发现三阶贝塞尔曲线拟合光顺性最好、拟合平均误差可以控制在0.3%以内，而且控制点个数较少，最适合拟合螺旋桨径向参数分布。
最后通过调整三次贝塞尔曲线控制点的位置调整了原桨叶的几何形状，得到光顺性较好的新桨叶模型，表明该参数化建模方法合理。
【总页数】5页(P34-38)
【作者】张以良;熊鹰;时立攀
【作者单位】海军工程大学舰船与海洋工程系，湖北武汉430033;海军工程大学舰船与海洋工程系，湖北武汉430033;海军工程大学舰船与海洋工程系，湖北武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】U644.33
【相关文献】
1.一种交流牵引电机单叠绕组线圈的参数化建模方法 [J], 乔长帅;唐子谋;张建安
2.一种基于BIM 技术的隧道参数化建模方法 [J], 庞思雨;张弛;;
3.一种新的土石坝三维有限元参数化建模方法 [J], 黄明镇;金海
4.一种水下螺旋桨辐射噪声的建模方法(英文) [J], 罗昕炜;刘文胜;方世良
5.一种基于Dynamo的复杂地质体参数化三维建模方法 [J], 马钰栋;唐君辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
船舶推进 8-9章
选定桨型，
叶数，盘面比，
假设一组船速V， 列表计算
根据计算结果作 V～PE，PTE， D，P/D，η0 曲线图。PTE与PE 交点即为设计桨的各项参数
二、B型螺旋桨设计图谱的新形式
1969年重新整理发表。 1、B型桨图谱与AU图谱的差别：
AU型：1）参数均为公制单位； 2）图谱已换算至海水情况； 3）图谱查出的最佳直径就是船后的最佳直径。
根据表格计算结果绘制各变量与 航速的关系曲线，由 PTE 与 PE 曲线的交点，可确定不同盘面比 的设计桨的参数
五、空泡校核
利用伯利尔空泡限界线进行校核。
t 150 C, pv 174 kgf / m2 , 104 .63 kgf s2 / m4
hs T Z p 8.9 2.95 5.95 m
1
BP
PD 2 N VA2.5
2、B型系列桨的新图谱
1972年，荷兰船模水池根据以前的资料，应用多元回归的方法，绘制了一套新图
谱，包括（1）KT，KQ～J 图谱；（2）BP1～1/J 图谱；（3）BP2～1/J 图谱。
BP1 和 BP2 的定义为：
1
BP1
PD 2 N VA2.5
1
KQ4
J 54
四、最大航速的计算
w=0.35 t=0.6w=0.21 ηR=1.0 ηH=1.215
选用MAU4叶桨，取10％功率储备，轴系效率为ηS=0.97， 敞水收到马力为：
PD 0.9PSsR 8460 0.9 0.97 1.0 7385 .58 hp
采用MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70图谱列表计算
型深：
H=12.50 米
设计吃水：
T=8.90 米
方形系数： 排水量：
叶数，盘面比，
假设一组船速V， 列表计算
根据计算结果作 V～PE，PTE， D，P/D，η0 曲线图。PTE与PE 交点即为设计桨的各项参数
二、B型螺旋桨设计图谱的新形式
1969年重新整理发表。 1、B型桨图谱与AU图谱的差别：
AU型：1）参数均为公制单位； 2）图谱已换算至海水情况； 3）图谱查出的最佳直径就是船后的最佳直径。
根据表格计算结果绘制各变量与 航速的关系曲线，由 PTE 与 PE 曲线的交点，可确定不同盘面比 的设计桨的参数
五、空泡校核
利用伯利尔空泡限界线进行校核。
t 150 C, pv 174 kgf / m2 , 104 .63 kgf s2 / m4
hs T Z p 8.9 2.95 5.95 m
1
BP
PD 2 N VA2.5
2、B型系列桨的新图谱
1972年，荷兰船模水池根据以前的资料，应用多元回归的方法，绘制了一套新图
谱，包括（1）KT，KQ～J 图谱；（2）BP1～1/J 图谱；（3）BP2～1/J 图谱。
BP1 和 BP2 的定义为：
1
BP1
PD 2 N VA2.5
1
KQ4
J 54
四、最大航速的计算
w=0.35 t=0.6w=0.21 ηR=1.0 ηH=1.215
选用MAU4叶桨，取10％功率储备，轴系效率为ηS=0.97， 敞水收到马力为：
PD 0.9PSsR 8460 0.9 0.97 1.0 7385 .58 hp
采用MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70图谱列表计算
型深：
H=12.50 米
设计吃水：
T=8.90 米
方形系数： 排水量：
螺旋桨制图
D=4.78 m
P/D=0.6825 MAU Z=4
AE/A0=0.544
ε=8o η=0.545
Vmax =15.48 kn dh/D=0.18
right
ZQAL12-8-3-2 8406.75 kg
97893.4 kg cm s2
精品文档
13、螺旋桨总图(zǒnɡ tú)的绘制 在计算说明书中需给出实际绘图所用的桨叶轮廓尺寸表和叶切面尺寸表。
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由上表(shànɡ biǎo)计算结果画右 图（可用AUTOCAD或坐标纸 画）,从 PTE 曲线 与满载有效马 力曲线PE 的交点，可获得不同盘 面比所对应的设计航速及螺旋桨 最佳要素P/D、D及 如下表所 列。
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5、空泡校核(xiào hé)
按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算(jìsuàn)不发生空泡之最小展开面积比。
Inertia of whole propeller：
Gh 2874 kgf G 8406.75 kgf Ib 89453.4 kgf cm s2 Ih 8440 kgf cm s2 I 97893.4 kgf cm s2
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9、敞水性(shuǐxìng)征曲线之确定
10、系柱特性计算(jìsuàn)（不做要求）
t0.4R 153.9 mm, t0.5R 131.0 mm
t0.6R 108.2 mm, t0.7R 185.3 mm
t0.8R 62.4 mm, t0.9R 39.6 mm
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7、螺距(luójù)修正
由于毂径比和标准桨相同 0.18，故对此项螺距不需修正。 但是实际(shíjì)桨叶厚度大于标准桨叶厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。 修正方法可参考第七章第四节。
螺旋桨图谱设计PPT课件
的交点在图谱上读出：
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
第98页/共65页
注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
第321页/共65页
三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
第332页/共65页
常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
第98页/共65页
注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
第321页/共65页
三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
第332页/共65页
常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究
ＬＩ Ｈａ－ ａ ｇ，ＬＵ ｎ Ｕ ｉｑｉ ｎ Ｌｉ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｅｇ ｎ ｗｅ ｇｎ ｅｉｇ，Ｗ ｕ ａ ｎｖ ｒｉ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ３， ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅｎ ｒ ｙａ ｄＰｏ ｒＥｎ ｉｅ ｒｎ ｈ ｎＵ ｉｅｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｈ ｎ４ ０ ６ Ｃｈｎ ）
ｇｎ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ ｉｅｗｉ ｈｇ ｒｃｓｏ ． ｈ
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｐ ｒ ｐ ｌｅ ；ｄ ｅ ｅ ｅ ｇ ｎ ；ｍａ ｃ ｉ ｇ ｄ ｓｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｉ ；ｐ ｏ ｅｌ ｒ ｉｓ ｌ ｎ ｉ ｅ ｔｈｎ ｅ ｉｎ
柴 油机是 船 舶 的 主要 动 力 来 源 ， 旋 桨 是 推 螺
船 舶 机 桨 匹配设 计 与分 析 计 算平 台研 究
刘海 强 。 吕 林
（ 汉 理 工 大 学 能 源 与 动 力 工程 学 院 ， 汉 ４ ０ ６ ） 武 武 ３ ０ ３
摘
要： 为了方便 、 快捷地实现船舶机桨匹配设计 及性 能分析 ， 依据荷 兰船模整 理完成 的 Ｂ型螺 旋桨新
图谱 ， 通过数值计算 与回归得 到螺旋桨 匹配设计过程 中各参数 回归 函数 ， 用 ｃ＃编写机桨 匹配计算程 序 ， 利 并 对船舶航行性能及主机工况进行分析 。通过对 比分 析得到设 计的计算 平台可以很好 的满 足计算精度 的要求 。
维普资讯
第 ３ ７卷
第３ 期
船 海 工 程
Ｓ Ｐ＆（Ｃ ＨＩ ） ＥＡＮ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ 年 ６月 ０８
Ｊ ｒ ０ ８ ｕ Ｌ２ ０
文 章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０８ ０ —０ ６０ １７ —９３ ２ ０ ）３０ ５ —３
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｅｇ ｎ ｗｅ ｇｎ ｅｉｇ，Ｗ ｕ ａ ｎｖ ｒｉ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ３， ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅｎ ｒ ｙａ ｄＰｏ ｒＥｎ ｉｅ ｒｎ ｈ ｎＵ ｉｅｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｈ ｎ４ ０ ６ Ｃｈｎ ）
ｇｎ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ ｉｅｗｉ ｈｇ ｒｃｓｏ ． ｈ
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｐ ｒ ｐ ｌｅ ；ｄ ｅ ｅ ｅ ｇ ｎ ；ｍａ ｃ ｉ ｇ ｄ ｓｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｉ ；ｐ ｏ ｅｌ ｒ ｉｓ ｌ ｎ ｉ ｅ ｔｈｎ ｅ ｉｎ
柴 油机是 船 舶 的 主要 动 力 来 源 ， 旋 桨 是 推 螺
船 舶 机 桨 匹配设 计 与分 析 计 算平 台研 究
刘海 强 。 吕 林
（ 汉 理 工 大 学 能 源 与 动 力 工程 学 院 ， 汉 ４ ０ ６ ） 武 武 ３ ０ ３
摘
要： 为了方便 、 快捷地实现船舶机桨匹配设计 及性 能分析 ， 依据荷 兰船模整 理完成 的 Ｂ型螺 旋桨新
图谱 ， 通过数值计算 与回归得 到螺旋桨 匹配设计过程 中各参数 回归 函数 ， 用 ｃ＃编写机桨 匹配计算程 序 ， 利 并 对船舶航行性能及主机工况进行分析 。通过对 比分 析得到设 计的计算 平台可以很好 的满 足计算精度 的要求 。
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第 ３ ７卷
第３ 期
船 海 工 程
Ｓ Ｐ＆（Ｃ ＨＩ ） ＥＡＮ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ 年 ６月 ０８
Ｊ ｒ ０ ８ ｕ Ｌ２ ０
文 章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０８ ０ —０ ６０ １７ —９３ ２ ０ ）３０ ５ —３
船舶推进_螺旋桨图谱设计
75PD K Q ρ n (VA / nJ ) 2πn
2 5
75PD Q 2πn
2 πρ K Q
PD --- 螺旋桨收到马力 ( hp )
75 J 5
PD n 2 5 VA
VA --- 螺旋桨进速 ( m/s )
n ---为螺旋桨转速( r／s )
2 πρ K Q 75 J 5 PD n 2.5 VA
7
8.1 螺旋桨的设计问题及设计方法
一、螺旋桨的初步设计
对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设 计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决 定主机的转速及功率，并据此订购主机。
选定桨的直径D
船速 V
有效马力 PE
确定桨的最佳转速n、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS
确定桨的最佳直径D、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS 选定桨的转速n
船舶推进 Ship Propulsion
华中科技大学船海学院
1
课程安排
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8 章 第9 章 概述（2学时） 螺旋桨几何特征（2学时） 螺旋桨基础理论（3学时） 螺旋桨模型的敞水试验（4学时） 螺旋桨与船体相互作用（4学时） 螺旋桨的空泡现象（4学时） 螺旋桨的强度校核（4学时） 螺旋桨图谱设计（7学时） 实船推进性能（2学时）
③ AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有一定翘度(这
对于改善桨叶根部叶间干扰有一定效果 )，在六叶 上采用这种型式。 ④ MAUw型
22
8.2 B-δ型设计图谱及其应用
这种型式是对原型AU桨在叶梢部分切面的前缘形状进 行了局部修正。AU型的四叶螺旋桨系列就是采用这种 形式。
2 5
75PD Q 2πn
2 πρ K Q
PD --- 螺旋桨收到马力 ( hp )
75 J 5
PD n 2 5 VA
VA --- 螺旋桨进速 ( m/s )
n ---为螺旋桨转速( r／s )
2 πρ K Q 75 J 5 PD n 2.5 VA
7
8.1 螺旋桨的设计问题及设计方法
一、螺旋桨的初步设计
对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设 计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决 定主机的转速及功率，并据此订购主机。
选定桨的直径D
船速 V
有效马力 PE
确定桨的最佳转速n、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS
确定桨的最佳直径D、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS 选定桨的转速n
船舶推进 Ship Propulsion
华中科技大学船海学院
1
课程安排
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8 章 第9 章 概述（2学时） 螺旋桨几何特征（2学时） 螺旋桨基础理论（3学时） 螺旋桨模型的敞水试验（4学时） 螺旋桨与船体相互作用（4学时） 螺旋桨的空泡现象（4学时） 螺旋桨的强度校核（4学时） 螺旋桨图谱设计（7学时） 实船推进性能（2学时）
③ AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有一定翘度(这
对于改善桨叶根部叶间干扰有一定效果 )，在六叶 上采用这种型式。 ④ MAUw型
22
8.2 B-δ型设计图谱及其应用
这种型式是对原型AU桨在叶梢部分切面的前缘形状进 行了局部修正。AU型的四叶螺旋桨系列就是采用这种 形式。
船用螺旋桨的参数化建模及数控加工
摘要船用螺旋桨是船舶动力系统的核心，其桨叶曲面是典型的自由曲面，设计和加工的质量直接影响螺旋桨的性能，而螺旋桨复杂的工作环境也对其建模及制造精度提出了更高的要求。
船用螺旋桨从设计到加工的过程复杂繁琐、周期较长，因此需要建立能够综合考虑螺旋桨设计、分析以及加工的螺旋桨参数化数学模型，并基于参数化模型对螺旋桨开展后续各项研究工作，以达到缩短螺旋桨的设计制造周期、提高生产效率的目的。
本文以实现螺旋桨参数化设计到数控加工为目的，建立了螺旋桨桨叶曲面的参数化方程，基于参数方程求解所得点建立了螺旋桨三维实体模型；以提高螺旋桨敞水效率为目的，对螺旋桨相关结构参数进行优化并进行了水动性能仿真；分析并制订了螺旋桨数控加工工艺，基于参数化模型编写了数控加工程序并进行了数控加工仿真与实验。
具体内容如下：在分析船用螺旋桨结构及成型原理的基础上，建立螺旋桨切面参数方程并推导了二维切面到三维空间的坐标转换公式，建立了桨叶曲面的参数化数学模型。
求解方程得到桨叶表面指定精度下的数据点，将其导入UG中建立三维实体模型。
对比传统由型值点所建立的螺旋桨模型，参数化方法建立的模型表面光顺性更优。
以螺旋桨最大敞水效率为目标，对螺旋桨盘面比、螺距比和进速系数等参数进行优化，得到了螺旋桨给定工况下的最佳匹配参数，优化后螺旋桨敞水效率提高了约3.18%。
对螺旋桨进行了水动性能仿真，验证了优化桨的敞水效率；分析了螺旋桨相关参数纵倾角和侧斜对螺旋桨敞水性能的影响。
分析螺旋桨的数控加工工艺，对加工阶段进行了划分，确定了毛坯、刀具、走刀方式等。
判断加工中干涉与过切情况，建立了刀具与工件间几何关系，研究了无干涉的刀具路径算法，基于桨叶的参数化数学模型计算了粗精加工的刀具轨迹，并通过后置处理将刀位信息转化为数控加工程序。
建立数控加工仿真环境，导入数控加工程序进行了数控加工仿真，仿真结果验证了刀具轨迹及数控程序，且螺旋桨获得较好的精度和表面质量。
最后在五轴数控机床上进行了加工实验。
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后做 了很 多组 数据 进行 测试 修改 ，现在 ，已经 具有 实用性 了。从而 初步 实现 了螺 旋桨 图谱 设计过 程 的 自动 化 。同 时 ，由于 时间 问题 ， 目前 的 图谱 还局 限在 Ｂ型 中的 ５叶桨 ，不具备 完全 的通 用性 。 笔者 的 目标是 在今 后不 断 的完善和 积 累 中，使之最 终 建立一 个庞 大完 整 的螺旋 桨 图谱 数据 库 ，成
５ ２卷 增 刊 ２ ２ １ 年 ９月 ０ １
中 国 造 船 Ｓ Ｐ ＵＩ Ｄ ＮＧＯＦＣ ＮＡ ＨＩＢ Ｌ Ｉ ＨＩ
Ｖｏ ． ２ Ｓ ｅ ｉ ｌ １ ｐ ｃａ ５ ２ Ｓｅ ． ０１ ｐ ２ １
文 章 编 号 ： １０ ．８ ２２ １）２０ ２ ． １ ０ ０４ ８ （０ Ｓ ． １４１ １
化 ，如在 初始 阶段给 出 Ｂ ，就 需要 在 Ｂ型 图谱上 查 出 ， 和 ＰＤ 三个 数值 ：在绘 制 敞水效 率 曲线 ｐ ／
时也是 同理 ，每 一个进 速 系数 值 ，都要 在对应 的 图谱上 查 出 ，当所 求点 不在 图谱 曲线 上时 ，就涉及
到 曲线 的拟合 问题 ， 即 以函数式来 表达 这些 曲线 。下 面几 节 中，将分 别介 绍 Ｂ 型 图谱 中的 ， ， 和 ７ ｎ
问题 ，进 行一些初步探讨和研 究。对模块化程序 作 了必要的介 绍，并分别 以实例对本论文 中所介绍 的程序 进行分别验 证，还将 由计算机程序设计 的结果与人工设计的结果进行对 比和分析。
螺旋 桨 图谱模 块化程序设计将为计算机辅 助船舶 螺旋 桨设 计奠定基 础，在今后 的螺旋桨设计过程 中必 将得以推广和 应用 。
在螺 旋桨 图谱查 询 以及螺 旋桨 图谱模 块化 设计 中都 运用 到不 少 的数 学 知识 ， 这些 知 识运用 的好 坏
直接 影 响到整个 设计 过程 。 因此 ，在螺旋 桨 图谱 的模块 化设 计 中， 图谱 的数 字化 必须 做到 精益 求精 ， 具 体的讲 ，就是 要选 择一 种 能保证螺 旋桨 图谱 精度 的插 值算 法 。
为一 个通 用 的专业 软件 ，实现所 有类 型 的螺旋 桨 图谱 的设计 。
１ 模块化程序设计
１１ 概述 ．
５ ２卷
增刊 ２
李
博，等：Ｂ犁螺旋桨 图谱 的模块化程序设计
ｌ５ ２
由于 图谱 的查询 ，是 个细心 又 要耐心 的工 作 ，而且 每次 设计 螺旋 桨 时都要 查 图谱 ，这给 设计 者带 来 了诸 多不 便 ，也使整 个螺 旋桨 设计 效率 降低 。为 此编 写 了两个程 序 ：一是 螺旋 桨螺 距修 正部 分 的程
插值 ，在实际问题 中，虽然可 以断定所考虑的函数 Ｆ（） ｘ 在区间 ，６上存在 并且连续，但是却 】
和特 征 要素 作充 分 的优 化及 分析 。如果 能 实现螺 旋桨 图谱 的模块 化程 序 设计 ，对 于减 少工 作人 员 的工 作量 ， 以及缩 短 船舶 的设 计周期 具有 重要 的现 实意 义 。
目前 ，我 国船 舶设 计 中多采用 图谱 螺旋 桨设 计方 法 ，原 因是 该设 计方 法虽 没有理 论螺 旋桨 设计先
ＰＤ 三个数 值 的求解 和 敞水效 率 曲线在程 序 中的实 现过 程 ，还 简要 介绍 了 当所求 的点 不在最 佳 效率 曲 ／ 线 上时 ，在 已知直径 系数 时求 敞水 效 率 ， 和螺距 比 ＪＤ 的程序 。 ７ ０ Ｄ ／ １ 辅助设 计 的数 学 原理 与方 法选择 ． ２
估算或船舶助力试验 ，得 出该船 的有效 马力 曲线 ，由于螺旋桨设计水动力 图谱 的实用 与可靠性 ，在螺旋 桨
设计 中被广泛 的应用 。可是 ，由于其 图谱量大，查找 困难 ，使大多数使用者 带来 许多不便 ，这 不仅 影响螺
旋桨的设计效率，也不利 于螺旋桨 的优化 与发展 。
计算机软件在船舶设计 中的广泛应用使得螺旋 桨设计的程序模 块化显得越来越有必要 。针对这 一实际
进 ，但简 单 ，成 功率 高 。计 算机 的应 用不 仅把 传统 的船 舶螺旋 桨 设计和 绘 图 由手 工变 成计 算机和 绘 图
机进 行 ，而且 将传 统 的设计 扩大 为分 析设 计 ，并诞 生 了新 的设 计观 点和 方法 ，使 设计 更合理 、优 化 、 科学。
本 论文所 研 究 的主 要对 象就 是 以螺旋 桨 的 Ｂ 一 ｐ６图谱为基 础 ，设计 出一个模 拟手 工设 计计算 方法 的程 序 。编 写 了程序 ，完成 了 图谱 的 电子化 。为螺旋 桨 设计 的全过 程提供 了数据 的来源 ，为螺旋 桨 设 计铺 平 了道路 。因为 图谱 的拟合 是建立 在 高次 多项 式拟合 的基 础上 的 ，为 了保证 曲线 不 出现 病态 ，先
Ｂ型螺 旋 桨 图谱 的模 块 化程 序 设计
李 博 ，李晓光，王 林 ，蔡振璐 ，林延 明，焦 书静 ，张铮 一，杨 帆
（ 海洋石油工程股份 有限公 司，天津 ３０５ ０ ４ ２）
捅
要
螺旋桨设计是整个船舶设 计中的一个 重要的组成部分。在船舶线型初步设计 完成后 ，通过有效马力的
序模块 化 ；二是 螺旋桨 重量 及惯 性距 计算 部分 的程序 模块 化 。由于时 间关系 ，本 文所 编 写的程 序只 局
限于 Ｂ型系列 螺旋桨 的图谱 设计 。
用 程序 表 达螺 旋 桨 图谱 的设 计过 程 ，首先 要解 决的难 题 就 是如 何 实现 需要 查 表 得 出数据 的数 字
关 键 词：螺旋桨；螺旋桨设计；螺旋桨图谱
０ 引 言
螺 旋桨 设计 图谱 是现 今船 舶螺旋 桨设 计 中最 为实用 且可 靠 的设计 基础 资料 。但 其 图谱量 大 ，查 找 困难 ，对 多数设 计者 的使 用带 来诸 多不便 。这 不 仅影 响螺旋桨 设 计效 率 ，更重要 的 是不利 于对其 浆 型