半潜式钻井平台螺旋桨修复技术的应用研究进展

针对半潜式海洋钻井平台推进器螺旋桨面临的空泡腐蚀、电化学腐蚀以及海洋生物附着污损等问题，综述了焊接、粘接、热喷涂、冷喷涂修复技术的应用研究进展。认为目前的螺旋桨修复再制造技术普遍存在着修复层应力集中、结合强度低、孔隙率高、高温导致材料变性等缺陷，今后的研究工作应向着避免应力集中、增大修复层结合强度、降低作业温度、减小孔隙率的方向发展，以期能够制备更加致密均匀的修复层。     

螺旋桨静平衡检测算法改进及实验研究

针对大型船用螺旋桨制造完成后存在的静不平衡量的问题,基于静压球面轴承悬浮结构开发了螺旋桨立式静平衡检测装置。在对其结构和工作原理进行分析的基础上,利用力矩平衡原理,提出改进的求解螺旋桨静不平衡量的算法,能快速地计算出不平衡质量和其位置。通过一次性打磨或配重,将螺旋桨静不平衡量控制在允许范围内,简化了传统的反复多次打磨配重的过程;同时数据采集处理系统以单片机为核心对称重传感器数据进行采集、处理和显示。试验结果表明,该检测系统在试验过程中运行稳定,测量数据精确。     

水下航行器大侧斜对转桨设计方法改进

研究基于升力线和升力面理论的对转桨设计方法,对升力面设计的核心部分--螺距和拱弧面的迭代计算方法进行了改进,建立了一套较为高效、准确的大侧斜对转桨设计程序.设计算例及其数值验证结果表明：改进的设计计算方法不仅提高了计算效率,而且能够有效保证设计结果的光顺性;设计方法具有较好的精度,可应用于大侧斜对转桨的设计.     

螺旋桨式小型无人机可用功率计算研究

简要分析总结了螺旋桨式活塞发动机功率特性的相关理论及经验公式,以此为基础,研究了滑移现象和机身对螺旋桨效率的影响问题,提出了一种新的计算螺旋桨式无人机可用功率的方法。结果表明：螺旋桨式无人机若飞行高度保持一定,可用功率、螺旋桨效率与巡航速度成正比;若巡航速度保持一定,可用功率、螺旋桨效率与飞行高度成反比。     

用螺旋角法快速确定斜齿轮变位性质

通过分析斜齿轮主要参数，提出了变位性质与螺旋角的关系，总结出螺旋角法快速确定斜齿轮变位性质的对照表，并结合实例说明具体应用。     

一种对船桨干扰问题的黏势流耦合求解方法

基于黏性流计算流体力学(CFD)及势流理论,建立了一种黏流雷诺平均方程/面元法耦合迭代求解方法,对船桨相互作用问题进行了数值模拟.自由面的船体绕流场模拟应用CFD黏流方法,螺旋桨水动力载荷计算采用势流面元法.在黏性流场模拟中得到桨盘面处的总速度分布,减去螺旋桨诱导速度得到实效伴流速度并作为势流计算速度进口条件,螺旋桨效应以体积力的形式在黏性流场中体现.计算值与试验值的对比结果表明,黏势流耦合迭代求解方法能较好地预报船桨干扰问题,且较全域船桨离散化网格CFD求解船桨干扰的方法,计算量大为减少.该方法充分融合了黏势流方法的优点,既能计及黏性效应又能发挥势流快速准确的优势,能够拓展应用于船体及螺旋桨性能预报及设计优化的研究.     

螺旋桨CFD不确定度及叶形对桨叶变形的影响

为了研究螺旋桨在水动力作用下的变形特性,通过计算流体力学(CFD)理论,结合雷诺平均Navier-Stokes方程并选用SSTk-ω湍流模型对438X系列螺旋桨的敞水性能进行数值模拟;针对4381螺旋桨设计了3套网格,并进行了螺旋桨敞水性能的不确定度分析;将CFD软件计算与有限元法求解相耦合,计算所得水动力载荷通过插值技术传递给螺旋桨,以分析桨叶应力分布及其叶梢处的变形情况.结果表明,在水动力载荷作用下,复合材料螺旋桨桨叶将产生明显变形,且不同螺旋桨所产生的侧斜和纵倾等均不同,在复合材料螺旋桨的设计和流-固耦合计算中必须加以考虑.     

不同铸造方法对船用螺旋桨毂成型质量的影响

采用ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铝青铜合金为结构材料,研究3种不同铸造方法对船用桨毂组织性能的影响。结果表明,重力铸造桨毂窗口下方有大量氧化夹渣存在;低压铸造容易获得组织致密、性能优良的桨毂,但工序较多;离心铸造可获得较为致密的桨毂断面组织,二次氧化夹渣状况较重力铸造得到明显改善,但离心转速超过150r/min时,容易产生缩孔和缩松。     

螺旋桨运输机进气道阻力特性分析

以某型螺旋桨运输机带动力装置飞行试验台为研究对象，建立了三维流场模型，采用CFD进行了网格划分及数值计算。以前期飞行试验数据和发动机热力循环模型计算结果为边界条件，开展了不同飞行马赫数、高度及桨叶角的数值计算。选用桨叶角表征发动机状态，分析了不同飞行高度、马赫数、螺旋滑流对进气道前罩作用力和附加前体力影响的变化规律。计算结果表明：不同高度、桨叶角及马赫数均会改变进气道阻力，在马赫数0.5，高度4 km状态下，桨叶角由40°增大至50°，前罩作用力减小1 700 N，附加前体力减小3 600 N,而附加前体力系数及前罩作用力系数随飞行高度基本不变。进气道阻力特性研究为后续试飞中确定涡桨发动机外部阻力特性分析提供了数据支持。     

粒子群算法在大侧斜螺旋桨侧斜分布优化中的应用

为设计出具有良好侧斜分布的螺旋桨剖面，采用智能优化领域的粒子群优化（PSO）算法，结合非定常面元法对螺旋桨的侧斜分布进行了优化设计. 给出了PSO算法的数学模型及其在侧斜优化设计中的主要计算过程，并以HSP桨为母型进行设计.获取了2种纵倾方式下非定常推力系数的2阶幅值收敛情况、侧斜分布随迭代次数的收敛情况以及主桨叶在旋转1周的非定常推力系数随迭代次数的变化规律等.由计算结果可知，优化桨的非定常推力系数脉动比母型桨减小了许多，即通过改变螺旋桨侧斜分布能有效改善非均匀流场中螺旋桨的性能，进而也验证了PSO方法在螺旋桨侧斜优化设计中的可行性.