(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 202111506796.4 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 桂林航天工业学院 地址 541010 广西壮 族自治区桂林市七 星 区金鸡路2号 (72)发明人 石世杰　霍佳波　张勇　皇甫宜耿 　 谭博　张丽　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 刘芳 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于大桨盘载荷工况的螺 旋桨建模 方法及系统。 该方法包括根据螺旋桨的 工况确定的设计参数确定桨叶叶片数量 以及螺 旋桨半径， 同时确定截面的翼型； 确定r处截面的 诱导螺距； 根据诱导螺距确定桨毂位置与有限桨 叶数量的最佳环量分布； 并根据最佳环量分布及 桨叶叶片数量确定各站位环向诱导速度； 根据来 流速度及诱导螺距确定各站位几何入流角； 根据 上述的参数确定的各站位相对来流速度及最佳 环量分布确定各站位初始弦长； 各站位翼型雷诺 数及马赫数下对应的有利迎角及升力系数； 根据 截面的翼、 升力系数确定的实际弦长和各站位几 何入流角及有利迎角确定的各站位桨距角 进行 螺旋桨三维建模。 本发明有效解决大桨盘载荷螺 旋桨设计精度问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 114169103 A 2022.03.11 CN 114169103 A 1.一种基于大桨 盘载荷工况的螺 旋桨建模方法， 其特 征在于， 包括： 根据螺旋桨的工况确定设计参数， 并根据设计参数确定桨叶叶片数量以及螺旋桨半 径， 同时确定桨毂至桨尖平均划分的截面的翼型； 所述设计参数包括： 设计高度、 来流速度、 设计拉力以及设计角速度； 根据桨叶叶片数量、 螺旋桨半径以及所述设计参数和设计状态确定r处截面的诱导螺 距； 所述设计 状态包括： 转速以及 密度； 根据r处截面的诱导螺距确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布； 并根据所述 最佳环量分布以及桨叶 叶片数量确定各站位环向诱 导速度； 根据来流速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位几何入流角； 所述各站位几何入流 角为来流与旋转平面的夹角； 根据各站位几何入流角、 各站位环向诱导速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位相 对来流速度； 根据所述最佳环量分布以及各站位相对来流速度确定各站位初始弦长； 并根据 各站位 初始弦长确定各站 位翼型雷诺数及马赫数， 进而确定雷诺数和马赫数下对应的有利迎角及 升力系数； 根据升力系数确定实际弦长， 根据各站位几何入流角以及有利迎角确定各站位桨距 角； 根据截面的翼型、 实际弦长以及桨距角进行螺 旋桨三维建模， 完成螺 旋桨叶片设计。 2.根据权利要求1所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据桨叶叶片数量、 螺旋桨半径以及所述设计参数和设计状态确定r处截面的诱导螺距， 具体包括： 利用公式 确定r处截面的诱导螺 距； 其中， T为设计拉力， R为螺旋桨半径， r0为桨毂半径， Γ(r， V ′)为考虑桨 毂位置和有限桨 叶数量的最佳环量分布， ρ 为密度， Ω为设计角速度， r为截面的站位， Nb为桨叶叶片 数量， V′ 为r处截面的诱 导螺距。 3.根据权利要求2所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据r处截面的诱导螺距确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布； 并根据所述最 佳环量分布以及桨叶 叶片数量确定各站位环向诱 导速度， 具体包括： 利用公式 确 定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布； 利用公式 确定环向诱 导速度； 其中， Γinfinite(r， V′)为考虑有限桨叶数量的环量分布， F为Prandtl修正因子， Vt为环 向诱导速度， Γ为环量与环向诱 导速度的关系。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114169103 A 24.根据权利要求3所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据来流速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位几何入流角； 所述各站位几何入流角 为来流与旋转平面的夹角， 具体包括： 利用公式 确定各站位几何入流角； 其中， φ为各站位几何入流角， V0为来流速度。 5.根据权利要求4所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据各站位几何入流角、 各站位环向诱导速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位相对 来流速度， 具体包括： 利用公式 确定各站位相对来 流速度； 其中， W为各站位相对来 流速度。 6.根据权利要求4所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据所述最佳环量分布以及各站 位相对来流速度确定各站 位初始弦长； 并根据各站位初 始弦长确定各站 位翼型雷诺数及马赫数， 进而确定雷诺数和马赫数下对应的有利迎角及升 力系数， 具体包括： 利用公式 确定各站位初始弦长； 其中， b0为各站位初始弦长， Cl为初始升力系数。 7.根据权利要求4所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法， 其特征在于， 所 述根据升力系 数确定实际弦长， 根据各站位几何入流角以及有利迎角确定各站位桨距角， 具体包括： 利用公式θ ＝α +φ确定各站位桨距角； 其中， θ 为各站位桨距角， α 为有利迎角。 8.一种基于大桨 盘载荷工况的螺 旋桨建模系统， 其特 征在于， 包括： 几何参数确定模块， 用于根据螺旋桨的工况确定设计参数， 并根据设计参数确定桨叶 叶片数量以及螺旋桨半径， 同时确定桨毂至桨尖平均划分的截面的翼型； 所述设计参数包 括： 设计高度、 来 流速度、 设计拉力以及设计角速度； 诱导螺距确定模块， 用于根据桨叶叶片数量、 螺旋桨半径以及所述设计参数和设计状 态确定r处截面的诱 导螺距； 所述设计 状态包括： 转速以及 密度； 最佳环量分布以及各站位环向诱导速度确定模块， 用于根据r处截面的诱导螺距确定 桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布； 并根据所述最佳环量分布以及桨叶叶片数量确 定各站位环向诱 导速度； 各站位几何入流角确定模块， 用于根据来流速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位 几何入流角； 所述各站位几何入流角为 来流与旋转平面的夹角； 各站位相对来流速度确定模块， 用于根据各站位几何入流角、 各站位环向诱导速度以 及r处截面的诱 导螺距确定各站位相对来 流速度； 各站位初始弦长以及有利迎角及升力系数确定模块， 用于根据 所述最佳环量分布以及权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114169103 A 3