一种船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115795653A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211367100.9G06F119/14(2020.01)(22)申请日2022.11.02(71)申请人中国船舶科学研究中心地址214082江苏省无锡市滨湖区山水东路222号(72)发明人薛庆雨刘登成郑巢生(74)专利代理机构无锡华源专利商标事务所(普通合伙)32228专利代理师过顾佳(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/28(2020.01)G06F111/04(2020.01)G06F111/10(2020.01)G06F113/08(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法及系统(57)摘要本发明公开了一种船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法及系统，涉及螺旋桨性能评估技术领域，该方法包括开展船舶螺旋桨模型空泡脉动压力试验；对试验数据进行动态多元非线性回归分析，确定各物理参量系数值；依据系数值建立用于空泡脉动压力快速评估的系列公式；利用公式对新开发的船桨模型进行空泡脉动压力性能评估，并对船桨模型开展物理模型试验作为对比试验；将对比试验数据和试验数据作为下一轮回归分析的输入，重新进行动态多元非线性回归分析，以更新各物理参量系数值，直至满足迭代停止条件。最终得到预报精度更高、鲁棒性更强并可动态更新的螺旋桨空泡脉动压力快速评估公式，实现精确高效的空泡脉动压力评估和工程设计指导。CN115795653ACN115795653A权利要求书1/2页1.一种船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述方法包括：开展船舶螺旋桨模型空泡脉动压力试验；对获取的试验数据进行动态多元非线性回归分析，确定回归分析中待确定的各物理参量系数值；所述试验数据包括船舶螺旋桨参数、航行参数、流场参数和空泡脉动压力试验结果；依据所得的各物理参量系数值，建立用于空泡脉动压力快速评估的系列公式；利用建立的评估系列公式对新开发的船舶和螺旋桨进行空泡脉动压力性能评估，并对新开发的船舶和螺旋桨开展空泡脉动压力模型试验作为对比试验，以验证评估系列公式给出的评估结果；将对比试验数据和所述试验数据作为下一轮回归分析的输入，重新进行动态多元非线性回归分析，以更新各物理参量系数值，直至满足迭代停止条件。2.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述开展船舶螺旋桨模型空泡脉动压力试验，与所述对新开发的船舶和螺旋桨开展空泡脉动压力模型试验的方法相同，包括：将船舶螺旋桨模型或新开发的船舶和螺旋桨安装在循环水槽中，通过调节循环水槽的水速模拟实船航速，通过调整桨模转速模拟实桨转速，通过调节循环水槽的流场压力模拟实船螺旋桨工作时的沉深；脉动压力传感器以阵列形式布置在桨模上方的船模底部，用于采集同一模拟实船工况下的螺旋桨脉动压力作为空泡脉动压力试验结果。3.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述对获取的试验数据进行动态多元非线性回归分析，确定回归分析中待确定的各物理参量系数值，包括：在获取的试验数据的条目数多于回归分析待确定的物理参量系数的数量时，对试验数据进行动态多元非线性回归分析，通过变换输入物理参量系数的组合形式，调节约束系数的范围，选取适应的算法，来尝试得到不同的收敛结果，并从各个收敛结果中，选取正确反映桨船梢隙比对脉动压力影响的物理参量系数组合形式，再从选取出的物理参量系数组合形式中确定一组能客观地反映各个物理参量系数对空泡脉动压力的贡献。4.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述利用建立的评估系列公式对新开发的船舶和螺旋桨进行空泡脉动压力性能评估，包括：针对完成初步设计的船舶和螺旋桨，搜集其船型参数、螺旋桨参数、航行参数和流场参数，输入建立的评估系列公式进行空泡脉动压力评估，输出结果为输入工况下的螺旋桨空泡脉动压力幅值，用于检验建立的评估系列公式能否正常运行，以及用于初步判断新设计的船桨方案能否满足脉动压力工程指标要求。5.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述迭代停止条件包括：两相邻轮次的数值波动在预定范围内，以及新开发的螺旋桨空泡脉动压力的评估结果与对比试验的验证结果的误差在预定范围内。6.根据权利要求2所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，所述脉动压力传感器的个数不少于14个，间距为桨模直径的0.12倍。7.根据权利要求3所述的船舶螺旋桨空泡脉动压力动态评估方法，其特征在于，当船舶2CN115795653A权利要求书2/2页螺旋桨模型或新开发船型的船舶类型为散货船时，所述对试验数据进行动