[發明專利]舵葉端部抑制流體分離和空化的導流罩及其設計方法

有效

• 申請號: 201710635666.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107391865B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 葉金銘;王友乾;王威;張凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F30/28;G06F119/14
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 黃淑娟

1.一種舵葉端部抑制流體分離和空化的導流罩，其特征在于，所述導流罩位于舵葉下端部，表面光順，所述導流罩的邊緣輪廓線與舵葉端面的邊線重合，并與舵葉表面光順過渡；導流罩各弦向位置垂向剖面形狀是使各剖面負壓力系數峰值取值最小的剖面形狀；所述導流罩各弦向位置垂向剖面是指用垂直于舵葉下端剖面對稱線的平面去截取導流罩得到的剖面；

所述使各剖面負壓力系數峰值取值最小的剖面形狀采用如下方式確定：通過三維面元法計算0°舵角時舵葉表面及導流罩表面的壓力p的分布及相應的負壓力系數提取導流罩各豎直剖面上的負壓力系數的峰值，負壓力系數的定義為：其中p為導流罩表面的壓力，p₀為參考壓力，ρ為海水密度，V_S為船舶航速；通過對導流罩剖面的線型進行優化設計，獲取使導流罩各豎直剖面上相應峰值取值最小。

2.根據權利要求1的一種舵葉端部抑制流體分離和空化的導流罩，其特征在于，所述導流罩的內部為空心結構，所述導流罩空心部設有加強筋或者使用輕質材料填充。

3.根據權利要求1的一種舵葉端部抑制流體分離和空化的導流罩，其特征在于，所述導流罩與舵葉一體加工成型。

4.一種舵葉端部抑制流體分離和空化的導流罩的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：保持舵葉的主體外形和結構不變，對舵葉的外輪廓進行建模；

步驟二：在舵葉模型上的端部加裝幾何光順的導流罩模型，使導流罩模型的邊線與舵葉模的邊線重合；

步驟三：通過數值計算方法計算螺旋槳的尾流場，所述尾流場數據包括尾流速度方向和速度大小的分布；

步驟四：調整導流罩的各弦向位置垂向剖面的幾何形狀得到不同導流罩方案，各弦向位置垂向剖面是指用垂直于舵葉下端剖面對稱線的平面去截取導流罩得到的剖面；

步驟五：通過三維面元法計算0°舵角時舵葉表面及導流罩表面的壓力p的分布及相應的負壓力系數提取導流罩各橫剖面上的負壓力系數的峰值，負壓力系數的定義為：其中p為導流罩表面的壓力，p₀為參考壓力，ρ為海水密度，V_S為船舶航速；通過對導流罩剖面的線型進行調整，獲取使導流罩各橫剖面上相應峰值取值最小最佳線型數據；按照獲得的導流罩設計數據加工導流罩，然后連接到舵葉端部。