[发明专利]一种高效导管设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶推进系统设计领域，尤其是一种螺旋桨导管的设计方法。

背景技术

导管螺旋桨是船舶的一种推进工具，是指在螺旋桨周围加上导管，就成为导管螺旋桨。目前，导管螺旋桨在重负荷的船舶上的应用越来越广泛。

导管是在螺旋桨的外周安装的一种固定的部件，导管壁的轴向截面呈机翼形，翼形的凸面朝向导管的内面，其前端的圆形边缘朝着运动方向，利用导管，可以改变通过螺旋桨的流体速度。

导管作为全回转推进器的关键部件之一，直接影响了全回转推进器的效率，尤其是系泊状态的效率。目前比较常用的导管为No.19A导管等，对于导管的表达方式目前还没有形成参数化表达，同时还没有形成有效的高效导管的设计方法，无法使全回转推进器达到最高的效率。因此，寻求高效的导管已成为未来的研究方向。

发明内容

本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于导管参数化表达方法的高效导管设计方法。使用本方法可以方便、快捷地设计出高效率的导管。

本发明的技术方案如下：

一种高效导管设计方法，包括如下步骤：

1)将导管线型分为导管内表面与导管外表面，其中导管内表面分为导管进口段、导管中间段以及导管出口段；定义P0(x0,y0)、P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)、P4(x4,y4)、P5(x5,y5)、P6(x6,y6)七个控制点；导管内表面由P0、P6、P1、P2、P3五点控制，其中导管进口段由P0、P6、P1三点控制，导管中间段由P1、P2两点控制，导管出口段由P2、P3两点控制；导管外表面由P0、P5、P4三点控制；定义控制点P1、P2、P3、P4、P5、P6的斜率分别为k1、k2、k3、k4、k5、k6；

2)定义导管进口面积系数Ain、导管出口面积系数Aout、导圆半径RLE及随圆半径RTE；导管导边曲线为导边导圆的一段弧长，其中导圆原点定义为O(RLE,y0)，控制点P0与P5的夹角为α＝90度，控制点P0与P6的夹角为β＝45度；导管长径比为0.5，定义螺旋桨半径R＝1，则导管长度L为1，

3)七个控制点P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别定义如下：

P0:x0＝0,y0=Ain-R;]]>

P1:x1＝0.4,y1＝0；

P2:x2＝0.6,y2＝0；

P3:x3＝1.0,y3=Aout-R;]]>

P4:x4＝1,y4＝y3+RTE×2；

P5:x5＝RLE·(1-cosα),y5＝y0+RLE·sinα；

P6:x6＝RLE·(1-cosβ),y6＝y0-RLE·sinβ；

4)斜率k1、k2、k3、k4、k5、k6分别定义如下：

k1＝k2＝0；

k3=y3-y2x3-x2;]]>