[发明专利]一种邮轮舵叶翼型选用方法及系统

说明书

本发明涉及一种邮轮舵叶翼型选用方法及系统，其方法包括：确定待选舵叶翼型的多个水动力参数和多个翼型参数；将多个翼型参数、所述多个水动力参数分别作为输入参数和输出参数，对多个待选舵叶翼型进行仿真，得到每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图和压力分布图；计算每一个待选舵叶翼型在不同舵角条件下的输出参数的仿真值；根据每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图、压力分布图和输出参数的仿真值，以评估每一个待选舵叶翼型的水动力性能并确定目标邮轮的舵叶翼型。本发明通过对待选舵叶翼型在不同舵角条件下的仿真，结合速度矢量图和压力云图分析水动力性能，减少了选型过程中经验的依赖，提高了舵叶翼型选用的全面性和匹配度。

技术领域

本发明属于船舶制造和设计技术领域，具体涉及一种邮轮舵叶翼型选用方法及系统。

背景技术

舵是决定操纵性和快速性优劣的主要设备之一，但是目前其设计选型还是沿用传统的方法，即根据已有的母型船资料和经验确定舵的类型和数目，然后依据经验公式和相关规范要求评估水动力性能。传统方法具有局限性：首先依据规范中的经验公式确定的相关参数虽然计算简单，但是得出的结果往往过于保守。其次传统选型方法未对不同舵叶翼型剖面的水动力性能进行模拟仿真，只是依赖母型船的数据以确定舵叶翼型，导致选型全面性不足。

发明内容

为了减少现有邮轮舵叶翼型在选型过程中依赖经验、全面性不足等问题，在本发明的第一方面提供了一种邮轮舵叶翼型选用方法，包括：确定每一个待选舵叶翼型的多个水动力参数和多个翼型参数；将多个翼型参数、所述多个水动力参数分别作为输入参数和输出参数，对多个待选舵叶翼型进行仿真，得到每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图和压力分布图；计算每一个待选舵叶翼型在不同舵角条件下的输出参数的仿真值；根据每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图、压力分布图和输出参数的仿真值，以评估每一个待选舵叶翼型的水动力性能；根据目标邮轮的需求和每一个待选舵叶翼型的水动力性能确定目标邮轮的舵叶翼型。

在本发明的一些实施例中，所述将多个翼型参数值、所述多个水动力参数分别作为输入参数和输出参数，对多个待选舵叶翼型进行仿真，得到每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图和压力分布图包括如下步骤：

确定待选舵叶翼型仿真环境下的流场和网格划分方式；

将多个翼型参数值、所述多个水动力参数分别作为输入参数和输出参数，利用计算流体力学软件对多个待选舵叶翼型进行仿真，得到每个待选舵叶翼型在相同流场下的速度矢量图和压力分布图。

在本发明的一些实施例中，所述计算每一个待选舵叶翼型在不同舵角条件下的输出参数的仿真值包括如下步骤：

确定来流速度、舵叶攻角的范围和步进角；

保持来流速度不变并设置舵叶攻角的初始值，按1个步进角的幅度逐步增大舵叶攻角，计算每个舵叶攻角条件下的输出参数的仿真值；

根据每个输出参数的多个仿真值绘制其相应的曲线图。

在本发明的一些实施例中，所述根据每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图、压力分布图和输出参数的仿真值，以评估每一个待选舵叶翼型的水动力性能包括如下步骤：

根据每一个待选舵叶翼型对应的水流矢量分布图评估其升力随舵角变化趋势；根据每一个待选舵叶翼型对应的压力分布图评估其强度要求和/或升力随压力分布变化趋势；根据所述输出参数的仿真值评估每一个待选舵叶翼型的升力系数、升阻比和法向力系数随舵角变化趋势。