1.2
1.3
1.4JKtFra bibliotek=0.500 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1
螺旋桨图谱
型螺旋桨的轮廓及叶切面
r/R=1.0 r/R=0.95 r/R=0.9
r/R=0.8
r/R=0.7
r/R=0.6
r/R=0.5
r/R=0.4
φ → 0, 当 S→
2）在 物 面 上 满 足 法 向 速 度 是 零 的 运 动 边 界 条 件
提高中国沪东型船舶市场竞争力的主要途径
改善船舶的总体性能
降低船舶的建造成本
航速 油耗 载重量 低设计成本 低采购成本 低制造成本 低营运及维修成本
总体性能的对策
总体性能优化
船型主尺度优化 综合节能研究
优化船体结构 控制空船重量
球艏
球艉 节能装置（舵球等） 高效螺旋桨
螺旋桨成本分析
船型 建造年代
80
叶切面 HD
r/R=0.9
20
40 s/c 60
80
Cp
Cp
Cp
-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2
0 0.2 0.4 0.66 100
-0.3 -0.2 -0.1
0 0.1 0.2 100 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05
0 0.05 0.10 100
叶切面 MAU
r/R=0.3
有效马力
7000
6000
5000
方案的阻力
4000
较方案
小约
3000
2000 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 V kn
0.7 0.6
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
0°
1.15R 1.0R 0.9R
0.7R 0.7
0.4R
较低 有 较均匀
较高 无 较不均匀
型螺旋桨
效率高 重量轻 桨叶剖面压力分布均匀 振动、噪音小 空泡性能良好
吨油轮航行实验结果
航速 实船航速： 预报航速： 转速 实际转速： 额定转速：
型桨与船机匹配
RPM
110
100.5 rpm
100
90
80
BPW(KW)
20
40 s/c 60
80
100
叶切面 MAU
r/R=0.7
20
40 s/c 60
80
100
叶切面 MAU
r/R=0.9
20
40 s/c 60
80
100
型螺旋桨的面元分布和尾 涡
Yp
螺旋桨的叶切面形状
HD
MAU
110.
60.
10.
-40. 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
y/x
Ys
前缘高度 后缘翘度 压力沿叶背分布
r/R=0.3 r/R=0.25 r/R=0.2
侧视图 SIDE VIEW
正视图 PROJECTED
伸张轮廓图 EXPANDED OUTLINE
型螺旋桨设计
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
51000BULKCARRIER
面元法 试验值
ηo
Kt
10Kq
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
实船设计 成本降低 螺旋桨的国产化 沪东系列船舶的总体性能改善 市场竞争力提高
研究
扩大图谱的适用范围 大型肥大型船舶的适用性 非定场性能研究
面元法理论
基 本 公 式
根 据 G r e e n 定 理 ， 任 意 一 场 点 P (x ,y ,z )的 扰 动 势 可 由 以 下 积 分 表 示
0.1 0.2
10Kq Kt
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
J
面元法理论
内 容 提 要
.基于扰动速度势的基本公式 .双曲面形状的面元法
.满足更趋合理的压力库塔条件
z
.坐标系

r
x

o
y x
.影响函数的数值计算公式 .物面速度的确定 .数值计算结果讨论
面元法预报敞水性能
Cp
Cp
Cp
-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2
0 0.2 0.4 0.6
-0.3 -0.2 -0.1
0 0.1 0.2 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05
0 0.05 0.10
叶切面 HD
r/R=0.3HD
20
40 s/c 60
80
叶切面 HD
r/R=0.7
20
40 s/c 60
48Íò ¶Ö
3.06ÒÚ ÃÀ Ôª 3.976ÒÚ ÃÀ Ôª
11Íò ¶Ö
9ËÒ
0.392 2ËÒ
É¢ »õ ´¬
ÓÍ ÂÖ
8ËÒ
¼¯ ×°Ïä ´¬
计划承接的船舶（年）
87.2Íò ¶Ö
3.6ÒÚ ÃÀ Ôª
30Íò ¶Ö
5.1ÒÚ ÃÀ Ôª
10ËÒ ÓÍ ÂÖ
3ËÒ LNG´¬
中国沪东型船舶的特征
0.1 0.2
型螺旋桨设计 沪东型巴拿马型油船系列研究
依托工程吨原油船
吨 原油轮 (槽形舱壁)
吨 原油轮 (平面舱壁)
吨 成品油轮 (一舱一泵）
吨 成品油轮 (槽形舱壁)
艘
型螺旋桨设计
正在设计螺旋桨
万吨成品油轮
结论
型螺旋桨效率高、重量轻、振动噪音降低、空泡性能良好 面元法预报螺旋桨水动力性能以及螺旋桨设计图谱已用于
灵便型船舶 船长宽比 船宽吃水比 方型系数
巴拿马型船舶 船长宽比 船宽吃水比 方型系数
肥大型船舶
平行舯体长艏艉部去流段短
操纵性较差，尤其是航行稳定性
主尺度变动不大，主机缸数减少载重量 和航速不断提高
沪东型散货船的载重量
2000Äê
76000
90Äê ´ú
74500
80Äê ´ú
0
70000
灵便型散货船 巴拿马散货船
船舶数量 艘 螺旋桨重量 公斤
进口桨单价 美元
**
*
国产桨单价 美元
国产桨数量 只
成本降低 万美元
巴拿马油轮
年沪东（）螺旋桨用于第三艘吨运木散货 船
原桨由日本进口 六次试航效果不理想 发现螺旋桨太重 割桨 次 方法 随边切割量为
约弦长的
修改螺旋桨，进行敞 水和自航试验，效果 良好
中国沪东型油轮系列
4Íò ¶Ö ¼¶
7Íò ¶Ö ¼¶
11Íò ¶Ö ¼¶
16Íò ¶Ö ¼¶
中国沪东型集装箱船系列
7000Ïä ¼¶
2000Ïä ¼¶
3000Ïä ¼¶
4000Ïä ¼¶
5000Ïä ¼¶
船(球罐型)开发和研制
船(薄膜型)开发和研制
液货舱
手持订单（年月）
64.8Íò ¶Ö
13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 吃Vs 水kn：
()
()
功率系数：δ
理论预报水动力性能
升力面理论
面元法
升力面理论预报结果
敞水性能
理论计N算P71与H试D 验
计算值 试验值
Kt 10Kq η o
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
ηo
相对误差
η< 预报结果不理想
船机桨匹配航速预报
Pd kw 10000
MAU HD
9000
(10200x0.9x0.9822)/1.1=8197kw
满载
8000
超载
7000
Vs=14.65 kn Vs=14.82 kn Vs=14.97 kn Vs=15.06 kn
吃水：
6000
()
5000
()
功率系数：δ
4000
n
4 E P

S
(Q
)

nQ
(1 R (P ,Q
V0
(Q ) 1
)
(
) n nQ R ( P , Q
Sn
Sw
) dS )
1） 当 外 控 制 面 距 升 力 体 极 远 时 ， 其 上 的 扰 动 速 度 趋 于 零 ， 即 ▽
Q(x0 ,y0 ,z0 )
Ae/Ao=0.40
oP=1.2 oP=1.1
η η η
Kt, 10Kq, η o Kt, 10Kq, η o
η η
η η
KqP=0.9
0.6
0.8
KqP=1.0
oP=0.8
oP=1.0
KqP=0.8
0.7
oP=1.0
0.5
KqP=0.7
0.4
KqP=0.6
KqP=0.5 0.3
KqP=0.4
0.2
0.5 0.6 0.2
Kt0P.=7KK0qq.PP5==00..065.58
KqP=0.5
oP=0.5
0.9
1.0KtP=0.18.1
KtP=0.7
1.2
1.3 1.4
oP=0.55
J
00
KtP=0.6
0.1
0.2
0.3 0.4 0.1