(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111423882.9 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 武汉船用机 械有限责任公司 地址 430084 湖北省武汉市青山区武东 街 九号 (72)发明人 胡彬彬　程哲　邹波　覃刚　李磊　 (74)专利代理 机构 北京三高永信知识产权代理 有限责任公司 1 1138 代理人 吕耀萍 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 螺旋桨的设计方法、 装置及设备 (57)摘要 本公开公开了一种螺旋桨的设计方法， 属于 桨叶设计领域。 所述设计方法包括： 确定输入参 数， 根据所述输入参数， 计算得到几何参数， 所述 几何参数包括螺旋桨的转速、 螺旋桨的盘面比、 螺旋桨的平均螺距， 以及螺旋桨在不同叶高下的 螺距、 弦长、 侧斜和剖面最大厚度； 根据所述几何 参数， 建立所述螺旋桨的几何模型； 对所述几何 模型进行优化仿真， 得到多组输出参数， 所述输 出参数包括全回转导管型舵桨在螺旋桨处于不 同转速下的推力和扭矩； 根据所述输出参数， 对 所述几何模型进行性能分析， 得到设计参数； 根 据所述设计参数设计所述螺旋桨。 本公开通过该 设计方法， 可以缩短全回转导管型螺旋桨的设计 周期。 权利要求书2页 说明书11页 附图5页 CN 114357602 A 2022.04.15 CN 114357602 A 1.一种螺旋桨的设计方法， 所述螺旋桨应用于船舶的全回转导管型舵桨， 其特征在于， 所述设计方法包括： 确定输入参数， 所述输入参数包括所述螺旋桨的直径、 所述螺旋桨的吃水深度、 所述螺 旋桨的叶片数、 所述全回转 导管型舵桨的主机的输入功率和所述船舶的最大航速； 根据所述输入参数， 计算得到几何参数， 所述几何参数包括所述螺旋桨的转速、 所述螺 旋桨的盘面比、 所述螺旋桨的平均螺距， 以及所述螺旋桨在不同半径下的螺距、 弦长、 侧斜 和剖面最大厚度； 根据所述几何参数， 建立几何模型； 对所述几何模型进行优化仿真， 得到多组输出参数， 所述输出参数包括所述全回转导 管型舵桨在所述螺 旋桨处于不同转速下的推力和扭矩； 根据所述输出参数， 对所述几何模型进行性能分析， 得到设计参数； 根据所述设计参数设计所述螺 旋桨。 2.根据权利要求1所述的设计方法， 其特 征在于， 所述螺 旋桨的转速满足以下公式： 其中， N为所述螺 旋桨的转速， P为所述螺 旋桨的输入功率， D为所述螺 旋桨的直径。 3.根据权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 所述螺旋桨在不同半径下的螺距与 所 述螺旋桨的平均螺距之间满足以下公式： 其中， Hr为所述螺旋桨在不同半径 下的螺距； Hmean为所述螺旋桨的平均螺距； K1、 K2、 K3、 K4为无量纲的经验参数； R为所述螺 旋桨的直径的一半， r为螺 旋桨的不同半径。 4.根据权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 所述螺旋桨在不同半径下的剖面最大 厚度与所述螺 旋桨的直径满足以下公式： 其中， tmax r为所述螺旋桨在不同半径下的剖面最大厚度； D为所述螺旋桨的直径； K5、 K6、 K7、 K8为无量纲的经验参数； R为所述螺 旋桨的直径的一半， r为所述螺 旋桨的不同半径。 5.根据权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 所述根据所述输出参数， 对所述几何 模型进行性能分析， 得到设计参数， 包括： 根据所述输出参数， 得到所述舵桨的敞水性能； 根据所述舵桨的敞水性能， 对所述几何模型按照船 ‑机‑桨匹配进行分析， 得到所述舵 桨的船‑机‑桨性能匹配图； 根据所述船 ‑机‑桨性能匹配图， 判断所述几何模型 是否满足目标设计要求； 若所述几何模型满足 目标设计要求， 则将所述几何模型所对应的几何参数作为所述设 计参数； 若所述几何模型不满足设计要求， 则重新调整所述几何模型， 并对更新的所述几何模 型重新进行优化仿真和性能分析。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114357602 A 26.根据权利要求5所述的设计方法， 其特征在于， 所述根据所述舵桨的船 ‑机‑桨性能匹 配图， 判断所述几何模型 是否满足目标设计要求， 包括： 若所述几何模型在最大航速下所对应的实际转速与所述螺旋桨的几何参数中的转速 的差值在设定范围之内， 且所述几何模型在所述最大航速下所对应主机的实际输入功率与 所述输入参数中的主机的输入功 率误差在所述设定范围之内， 则所述几何模型满足目标设 计要求； 若所述几何模型在最大航速下所对应的实际转速与所述螺旋桨的几何参数中的转速 的差值不在所述设定范围之内， 或者所述几何模型在所述最大航速下所对应主机的实际输 入功率与所述输入参数中的主机的输入功率差值不在所述设定范围之内， 则所述几何模型 不满足目标设计要求。 7.一种螺旋桨的设计装置， 所述设计装置基于权1至权6中任一项所述的设计方法， 其 特征在于， 所述设计装置包括： 输入参数的确定模块， 用于确定输入参数， 所述输入参数包括螺旋桨的直径、 螺旋桨的 吃水深度、 螺 旋桨的叶片数、 全回转 导管型舵桨的主机的输入功率和船舶的最大航速； 几何参数的确定模块， 用于根据所述输入参数， 计算得到几何参数， 所述几何参数包括 螺旋桨的转速、 螺旋桨的盘面比、 螺旋桨的平均螺距， 以及螺旋桨在不同半径下的螺距、 弦 长、 侧斜和剖面 最大厚度； 几何模型获得模块， 用于根据所述几何参数， 建立所述螺 旋桨的几何模型； 输出参数的确定模块， 用于对所述几何模型进行优化仿真， 得到多组输出参数， 所述输 出参数包括全回转 导管型舵桨在螺 旋桨处于不同转速下的推力和扭矩； 设计参数的确定模块， 用于根据所述输出参数， 对所述几何模型进行性能分析， 得到设 计参数。 螺旋桨设计模块， 用于根据所述设计参数设计所述螺 旋桨。 8.根据权利要求7所述的设计装置， 其特征在于， 其特征在于， 所述几何参数的确定模 块用于根据以下公式确定所述螺 旋桨的转速： 其中， N为所述螺 旋桨的转速， P为所述螺 旋桨的输入功率， D为所述螺 旋桨的直径。 9.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括处理器和被配置为存储所述处 理器可执行指 令的存储器； 所述处理器被配置为执行权利要求1至6任一项所述的螺旋桨的 设计方法。 10.一种计算机存储介质， 其上存储有计算机指令， 其特征在于， 所述计算机指令被处 理器执行时实现权利要求1至 6任一项所述的螺 旋桨的设计方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114357602 A 3