[發明專利]一種基于遺傳算法的螺旋槳設計方法

在審

• 申請號: 201810334852.2
• 申請日: 2018-04-15
• 公開（公告）號: CN108804746A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 盧紀文
• 申請（專利權）人: 中船西江造船有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚;何承鑫

1.一種基于遺傳算法的螺旋槳設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、預設航速V₀；

S2、輸入螺旋槳初始參數的設計范圍：根據設計的要求，確定螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比A_E/A₀、槳葉數Z、基因組種群規模以及螺旋槳轉速N_p的初始參數的設計取值范圍；

S3、構造基因組種群；

S4、對基因組種群進行空泡校核；

S5、計算基因組的螺旋槳效率；

S6、基因組種群的進化：通過基因組進行移民或交叉遺傳與變異處理，挑選出進化后滿足空泡校核的基因組種群；

S7、判斷進化次數是否達到預設值：預設進化次數n，且執行步驟S6后，進化次數N＝N+1，若N不大于n，則再次執行步驟S6；若N大于n，則執行步驟S8；

S8、輸出最優螺旋槳效率設計參數組，確定目標航速V_S；

S9、參數優化結果判斷；比較V₀與V_S的差，若偏差大于判斷值，則回到步驟S1進行再優化，令V₀＝V_S，再次執行步驟S1-S9；直到V₀與V_S的偏差不大于判斷值，輸出優化結果，優化完成。

2.如權利要求1所述的一種基于遺傳算法的螺旋槳設計方法，其特征在于，所述步驟S3具體為:

S31、設置遺傳編碼規則：根據輸入的螺旋槳直徑D的設計范圍，其余參數系統設定：螺距比P/D系統設置0<P/D<1、盤面比AE/A0系統設置0<AE/A0<1、槳葉數3≤Z<＜7，對每組螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比AE/A0以及槳葉數Z進行隨機取值；

S32、無因次轉化：將這隨機獲得的這四個實數轉化為規定二進制位數的二進制數值，形成螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比AE/A0以及槳葉數Z等四個二進制基因；

S33、初始基因生成：將螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比AE/A0以及槳葉數Z的二進制基因進行拼接，形成基因組。

3.如權利要求1所述的一種基于遺傳算法的螺旋槳設計方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：

S41、獲取各個基因的基因組編碼信息；

S42、對各個基因組的編碼信息進行無因次數據還原，得到各個基因組編碼信息相對應的螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比A_E/A₀以及槳葉數Z的具體數值；

S43、根據螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比A_E/A₀以及槳葉數Z的具體數值，利用推力負荷系數公式和實際推力負荷系數公式進行空泡校核；進行空泡校核；

S44、滿足空泡校核要求的基因組種群，確定為合格的基因組種群。

4.如權利要求1所述的一種基于遺傳算法的螺旋槳設計方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：

S51、根據步驟S4中的新基因組種群，獲取新基因組編碼信息；

S52、對各個新基因組編碼信息進行無因次數據還原，得到各個新基因組編碼信息相對應的螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比A_E/A₀以及槳葉數Z的具體數值；

S53、根據各個新基因組編碼信息相對應的螺旋槳直徑D、螺距比P/D、盤面比A_E/A₀以及槳葉數Z的具體數值，利用進速系數公式計算出進速系數J，利用推力系數公式計算出推力系數K_T，利用轉矩系數公式計算出轉矩系數K_Q；

S54、根據各個新基因組相對應的進速系數J、推力系數K_T以及轉矩系數K_Q，利用螺旋槳效率公式分別計算出各個新基因組相對應的螺旋槳效率。