[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合材料螺旋槳槳葉的導(dǎo)隨邊加固設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210471899.6
• 申請(qǐng)日: 2012-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102930117B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫曉東;洪毅;王榮國(guó);劉文博;楊帆;矯維成;郝立峰;徐忠海;張鴻名
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

1.復(fù)合材料螺旋槳槳葉的導(dǎo)隨邊加固設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述復(fù)合材料螺旋槳槳葉的導(dǎo)隨邊加固設(shè)計(jì)方法的具體步驟如下：

步驟一、利用三維實(shí)體構(gòu)型軟件繪制槳葉截面的幾何模型，并計(jì)算nR截面上距離導(dǎo)隨邊為0.05C_chord處葉面和葉背的縱坐標(biāo)值，其中n＝0.1，0.2，…0.9，1，C_chord為nR截面的弦長(zhǎng)，R表示螺旋槳半徑；

步驟二、將各截面的HLA_nr、HLB_nr、HTA_nr及HTB_nr值以m倍進(jìn)行增大，并根據(jù)這些縱坐標(biāo)值，利用數(shù)學(xué)建模軟件對(duì)第nR截面的其余型值點(diǎn)進(jìn)行重新擬合調(diào)整，構(gòu)建螺旋槳槳葉新的截面形式，其中HLA_nr表示第nR截面距導(dǎo)邊0.05C_chord處葉面的縱坐標(biāo)值，HLB_nr表示第nR截面距導(dǎo)邊0.05C_chord處葉背的縱坐標(biāo)值，HTA_nr表示第nR截面距隨邊0.05C_chord處葉面的縱坐標(biāo)值，HTB_nr表示第nR截面距隨邊0.05C_chord處葉背的縱坐標(biāo)值；

步驟三、使用三維實(shí)體構(gòu)型軟件繪制槳葉的幾何模型，并進(jìn)一步繪制改進(jìn)后螺旋槳的幾何模型；

步驟四、將改進(jìn)后螺旋槳的幾何模型導(dǎo)入計(jì)算機(jī)流體力學(xué)分析軟件的前處理器GAMBIT，構(gòu)建流體域，劃分流體網(wǎng)格，構(gòu)建水動(dòng)力計(jì)算模型；

步驟五、建立基于RANS方程的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析模型，如公式(1)所示：

∂∂t(ρui)+∂∂xj(ρuiuj)=-∂p∂xi+∂∂xj(μ∂ui∂xj-ρui′u′j‾)+Si---(1);]]>

公式(1)中ρ表示流體密度，u為笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)下的速度矢量，x_i、x_j分別表示不同的空間方向，S_i表示源項(xiàng)，t表示時(shí)間，p表示靜態(tài)壓力，μ表示分子粘度，表示Reynolds應(yīng)力，求解RANS方程，從而獲取螺旋槳上的水動(dòng)力性能，即推力系數(shù)K_T＝T/ρn²D⁴，扭矩系數(shù)K_Q＝Q/ρn²D⁵，效率η＝JK_T/2πK_Q，其中Q表示螺旋槳所受到的扭矩，n表示螺旋槳轉(zhuǎn)速，D表示螺旋槳直徑，J表示進(jìn)速系數(shù)，T表示螺旋槳產(chǎn)生的推力；

步驟六、核實(shí)改進(jìn)螺旋槳的水動(dòng)力性能是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，若不滿(mǎn)足，返回步驟二，重新調(diào)整近導(dǎo)隨邊處葉面和葉背上的點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，重復(fù)步驟二至步驟六，直至改進(jìn)螺旋槳的水動(dòng)力性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；

步驟七、選取i種滿(mǎn)足水動(dòng)力性能要求的改進(jìn)方案，根據(jù)最終確定的幾何模型估算螺旋槳體積，并進(jìn)一步估算螺旋槳重量G，確定G最小的改進(jìn)方案為導(dǎo)隨邊增強(qiáng)型復(fù)合材料螺旋槳槳葉的設(shè)計(jì)方案。