第十二章螺旋桨环流理论设计基础
§12-1 螺旋桨环流理论导言
前面我们已经详细地讨论了螺旋桨的图谱设计方法。由于计算方便，易为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，结果也较满意，故目前仍是应用最广的一种设计方法。但是实际螺旋桨运转于非均匀的船后尾流场内，实践表明，这种尾流场的不均匀性发展到一定程度后，将会发生螺旋桨空泡和引起船体振动等问题。在这种情况下，用环流理论方法所设计的螺旋桨将显示出它的优越性。环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，以照顾到船后伴流不均匀性的影响。因而对于螺旋桨的空泡和振动问题能进行比较正确的考虑。以往由于此方法计算繁复，加工工艺也较复杂，故在我国除某些军用船外应用甚少。随着计算机技术在造船事业中应用的发展与理论的进一步研究，不少设计单位和船厂已具有相应的设计程序，这必将有力地促进环流理论螺旋桨的应用。在这种情况下，本课程有必要介绍螺旋桨环流理论基础及其应用，以便掌握目前推广的辅以升力面理论修正的螺旋桨升力线理论设计计算程序。至于对螺旋桨环流理论进一步的有关知识，请参阅董世汤同志主编的《船舶螺旋桨理论》一书。
螺旋桨环流理论是利用流体力学的理论方法来解决螺旋桨下列两类问题：
①给定螺旋桨的几何形状和运转条件(包括它所处的伴流场)，通过理论计算的方法求出螺旋桨的水动力、桨叶切面的压力分布等。实际上就是借助于理论方法来确定螺旋桨性能的问题。通常人们称之为(计算的)正问题，亦有人称为(设计的)逆问题。本书中称此为正问题。
②给定螺旋桨的运转条件(包括所处的伴流场)，并提出对螺旋桨水动力性能的某些设计要求，例如提高效率，推迟空泡发生或缩小空泡区域，降低激振力或推迟梢涡空泡噪音的发生等等，然后根据理论研究的成果去控制某些变量或参数，设计出尽可能符合这些要求的螺旋桨几何形状。这类问题有人称为(计算的)逆问题，亦有人称(设计的)正问题。本书中称它为逆问题或设计问题。
螺旋桨的叶数实际上是有限的，并且桨叶有旋转运动，因此在空间的固定坐标系中，对指定的场点来说，由于桨叶对场点的相对位置随时间而变化，故流场是非定常的。但在与螺旋桨固定在一起的旋转坐标系中看问题时，如果螺旋桨在敞水或一个轴对称的伴流场中运转，则在该运动坐标系中的场点(与运动坐标系固定在一起)与桨叶的相对位置不随时间而变化，而桨叶所遇的来流条件亦不随时间变化，因此运动坐标系所表现的流场也不随时间而变化，在螺旋桨理论中，是用此运动坐标系中的流场来定义定常或非定常的。如在这种运动坐标系中，流场不随时间变化，则定义为定常运动，反之为非定常运动。显然，在周向不均匀的伴流场中，由于桨叶所遇的来流条件随时间而变化，引起桨叶的扰动亦随时间变化，因此即使
在运动坐标系中，流场仍然是非定常的。实际上运转于船后的螺旋桨都属于这种情况，即非定常运动。为简化起见，常将伴流场理想化，或视作均匀流场(敞水情况)，或视作轴对称流场(所谓船后状态)。
螺旋桨叶片是一个作螺旋运动的机翼，所以机翼中的环流理论(也称旋涡理论)是螺旋桨理论的基础。事实上，螺旋桨理论中不少基本概念及模型的建立是从机翼理论中引伸过来的，只是由于螺旋桨不但有前进运动并且还有旋转运动，故在处理上要比机翼理论复杂。
一、螺旋桨的旋涡模型 1．机翼旋涡模型及其处理方法
螺旋桨的环流理论或称旋涡理论，是把流体力学中的机翼理论用于研究螺旋桨的作用力与其周围流体速度场之间的基本规律，从而确定螺旋桨的水动力性征。这里先简单回顾一下机翼的旋涡模型及其解决问题的概念，对于理解螺旋桨问题是有帮助的。
无限翼展的机翼(即二因次机翼)在计算其升力时，可把机翼用一无穷长的涡线来代替，此涡线称为附着涡。但对于有限翼展的机翼，由于上下表面压力不同(上表面——吸力面，高速低压；下表面——压力面，低速高压)，在机翼两端形成自下而上的横向绕流，致使在翼端处上下压力趋于相等，亦即该处升力趋于零(见图3-8)，升力沿翼展方向是变化的。因此它不能用等强度的附着涡来代替以计算其升力。根据海姆霍茨(Helmholtz )定理：涡线的强度保持不变并且不能中断于流体内部，从而就可设法寻求相应的旋涡模型。在图12-1所示的机翼上，作一曲面S 环绕它，曲面S 有一割缝，AB 和CD 为其两岸。对沿曲面S 周界作速度的线积分，由于割缝两岸积分方向相反，故割缝两岸的速度线积分相互抵消，从而使
?-=?2
1
d Γ
Γl υ
式中，Γ1为绕机翼截面Ⅰ的环量，Γ2为绕机翼截面Ⅱ之环量。根据斯托克斯定理
?=?l υ d 穿过曲面S 的涡的总强度
由于三因次机翼中Γ1≠Γ2，故必有涡穿过曲面S 向外泄出，泄出的涡称为自由涡或尾涡，尾涡的存在是三因次机翼区别于二因次机翼的主要特征。由此可见
Γ1 = Γ2 + 两截面间泄出的自由涡总强度
这样，保持涡强度的总和不变，符合海姆霍茨定理。
x
图12-1 图12-2
根据上述现象，普朗特(Prandr ))提出了描绘三因次机翼的旋涡模型如图12-2所示。它是 由无数个具有无限小强度的不同展长的马蹄形涡组成，整个涡系分两部分：所有沿翼展方向的涡线段称为附着涡系，所有向下游泄出的涡线称为自由涡系。这样，对于每一条马蹄形涡线是等强度的，但绕机翼每一截面的环量取决于穿过该截面的附着涡的总强度，故它沿翼展方向是变化的。
如取(x 、y 、z )坐标系如图12-2所示，x 方向为来流方向，y 为翼展方向，z 垂直于xy 平面。若绕截面Ⅰ的环量为Γ1 ，绕截面Ⅱ的环量为Γ2：，则在截面Ⅰ与Ⅱ之间泄出的环量必为：
ΔΓ = Γ1 - Γ2
由于环量Γ沿展向连续变化，是y 的函数，如自由涡线以向下游取为正，则分布在d y 区间的自由涡强为：
y y Γd d d ?- 对于大展弦比的机翼，普朗特再将上述涡系作进一步简化，他认为此时可把所有的附着涡看成是束集在一条线上，也即以一条附着涡线来代替，称之为升力线。实际上所谓升力线就是强度沿展向变化的一条附着涡线，如图12-3所示，自由涡从升力线向下游泄出，形成一个自由涡片，此即享有盛名的机翼升力线旋涡模型。上述自由涡片与观察到的并不完全一致，实际上自由涡片并不稳定，在离机翼尾端不远处变形而卷成两个涡卷，如图12-4所示，被来流冲向下游。要根据实际形成的涡卷作理论上的讨论是困难的，故实际计算中仍采用图12-3所示的模型，认为机翼后面的自由涡片是延伸至无穷远后方的平面涡片。
流场中的速度υ可看成由三部分合成：
υ = V + υb + υf
其中，V 为来流速度，υb 为附着涡(即升力线)产生的诱导速度，υf 为自由涡系产生的诱导速度。
通过升力线上各点可作相应的平行于xoz 平面的平面，普朗特把此平面内的流动用一个二因次流动来代替。引入一个速度V m 。如下式：
V m = V + υi
式中，υi 为升力线上的υf 在Z 方向的分量，称为下洗速度。把V m 当作假想的二因次流动的来流速度，用υi 来体现自由涡的影响。然后把平行于xoz 平面的平面内的流动看作二因次问题，它在升力线处的速度可表达为：
υ = V m + υb
形式上与真正的二因次流动一致。但必须注意，此时的来流速度已是V m ，而不是V ，故按茹
图 12-3 图 12-4
可夫斯基定理计算的升力L 垂直于V m 。 把L 分解为垂直于V 的分量L ′(实际上的升力)和沿速度V 方向的分量D ′(诱导阻力)如图12-5所示。由此可见，即使在理想流体中，三因次机翼也是存在阻力的。
二因次机翼的升力系数C L 可由下式给出：
）（）（00
0L
L d d αααααα
C C +=+=
（12-1） 式中，α为机翼对于来流速度的攻角，α0为机翼切面的零升力角。由于现在某机翼截面的来流速度为V m ，它与V 之间有夹角Δα，称为下洗角。若仍以α表示机翼对于V 的攻角，则(12-1)式应改写成：
）（）（V
υ
αααααααC i 00
00L Δ++=++= （12-2） 升力系数还可由下式表示：
2L 2
1
/
V y b ρL C ）（= （12-3） 式中，ρ为流体密度，b (y )为y 处机翼切面的弦长，L 为切面单位长度上的升力，由下式表示：
L = ρV m Γ（y ）≈ ρV Γ（y ） （12-4）
因此，将(12-4)式代入(12-3)式可得：
V
y b y ΓC ）（）（2L = （12-5）
再将(12-5)式代入(12-2)式，经整理即可有：
）
（）（）（V
υααV y b αy Γi 0021
++= （12-6） 如前所述，自由涡强为y y
Γ
d d d ?-，故自由涡产生的诱导速度υi 可按毕奥-萨伐公式求得： ?--=l 00
i
d d d π41 y
y y y Γ
y υ）（ （12-7） 代入(12-6)式，就有下列积分微分方程：
i
图 12-5
?????
?
??
????--+=?l
00000d d d π41
2 y y y y ΓV y αy αV y b αy Γ）（）（）（）（ （12-8） 利用(12-8)式可以求解环量Γ（y ）。解出Γ（y ）后，则υi 、下洗角Δα，升力和诱导阻力均可解决。由此也可看到，上述处理过程中，仅通过假想的二因次截面建立方程，并未考虑物面上的边界条件。因此，升力线理论是一个近似的理论，对于展弦比较小的机翼，必然导致较大的误差。
所谓升力面理论，是把附着涡连续分布在整个翼面上以构成一个附着涡的涡片。对于小攻角和小拱度的机翼，上述附着涡分布在xoy 平面上以近似代替翼面上的分布，如图12-6所示。γb （x ，y ）定义为附着涡的强度分布密度，故在d x 区间，附着涡的强度为γb （x ，y ）d x 。
在三因次问题中，在d x 区间的一束附着涡涡强沿y 方向变化，可按升力线模型的规则，泄出
自由涡，且其强度y y γd f
）（可由下式表达： []y x y x γy
y y γd d d b f
），（）（??
-= 因为自由涡是从泄出点起向下游延伸至无穷远，故在翼区内任一点(x ，y ，o )上，自由涡强度不但包含所在点泄出的涡，而且还有上游泄出的所有自由涡，以图12-6所示的矩形翼为例，该点自由涡强度为：
[]y x y x γy y y x γx d d d 00b 0f ），（），（??
-=? （12-9） 自由涡密度则为：
[]00b 0
f
d x y x γy
y x γx ），（），（??
-=? （12-10） 由上式可见，在翼区S 内，γf 是x ，y 的函数。但在机翼尾缘之后，因不再有新的自由涡加入，故自由涡强度沿x 方向就不再变化，而只是y 的函数，即
[]00b b 0f f d x y x γy y γy x γ ），（
）（），（??
-==? （12-11）
式中b 为弦长。对于非矩形的翼，则上述三式还要考虑到导边和尾缘的处理。升力面模型就是用上述的附着涡分布及自由涡合成的涡系来代替机翼。由(12-10)式可见，γf 取决于γb ，故整个涡分布的未知函数仅是γf (x ，y )。附着涡系和自由涡系在机翼上各点所产生的诱导速度 u (x ，y )可以通过毕奥-萨伐公式与涡分布建立关系，亦即建立u (x ，y )与γb (x ，y )的关系式。然后根据u (x ，y )在机翼表面上所需满足的边界条件，建立一个求解γb (x ，y )的积分微分方程，这就是升力面理论处理机翼问题的基本概念。
2．螺旋桨的升力线模型
螺旋桨的叶片是作螺旋运动的机翼，从螺旋桨运转时周围水流运动情况的观察可以清晰地看到，螺旋桨的旋涡形式与机翼十分相似。图12-7为螺旋桨运转时周围的水流运动情况，在桨叶的叶梢和叶根(桨毂处)各有一股旋涡顺流冲向螺旋桨后方，与机翼不同的是：由于螺旋桨具有旋转运动，桨叶随边泄出的旋涡呈螺旋形。
与机翼类似，螺旋桨叶也可用附着涡来代替，由于实际桨叶具有一定的长度，叶梢具有横向绕流，因而形成自由涡。与三因次机翼的情况相似，附着涡的环量沿桨叶长度方向(即半径方向)是变化的，尾涡(自由涡)沿整个桨叶随边泄入尾流并成一连续的自由涡片。
由此我们可建立螺旋桨升力线模型：把螺旋桨叶看作有限翼展的机翼，并以一根径向的升力线(即一条附着涡线)来代替螺旋桨叶，升力线的环量随半径方向是变化的，故自升力线上每一点有自由涡线下泄，如图12-8所示。在叶梢处，因叶面和叶背压力趋于相等，故不存在升力(亦即环量为零)。至于叶根部分，因与桨毅连在一起，处理上比较复杂。有人认为：桨毂虽能阻挡同一叶片压力面和吸力面之间的压力中和，但由于根部处叶与叶之间很靠近， 一叶之压力面将与相邻叶片之吸力面发生压力的中和，因此使该处的环量也为零，如图12-9所示；但也有人认为在根部环量并不一定为零，因而在处理上有些不同。
令Γ（r ）为一个叶子的附着涡在半径r 处的环量，由于它沿半径r 方向连续变化，如取自由涡线向下游为正，则该点下泄的自由涡强度Γ与附着涡环量之间有如下关系：
r
r ΓΓd d ）
（-
= （12-12） 如前所述，由于螺旋桨运转时一边前进，一边旋转，故在
升力线处下泄的自由涡线呈螺旋线状，无数螺旋线状自由涡线组成螺旋面涡片。每个叶片后
图 12-7 图 12-8
图 12-9
面有一个螺旋状涡片，Z 个叶子就有Z 个螺旋涡片。又因螺旋桨叶片是对称的，故螺旋桨后面的螺旋涡片也是对称的。
事实上，螺旋桨后面的螺旋形自由涡片是不稳定的，在离螺旋桨稍远处即卷成二个旋涡带(见图12-7)，一个在叶梢附近，一个在叶根附近，分别称为梢涡和根涡，各叶的根涡汇集成一个总的轴向旋涡带，而梢涡则呈螺旋状涡管，梢涡数目与叶数相同。在理论研究时，为方便起见，假定螺旋涡片并不卷起，一直延伸到无穷远。
3．桨叶上的力和转矩
我们以升力线涡线系代替螺旋桨，认为此涡系所诱导的速度场与螺旋桨运动所诱导的速度场相同，如果能够计算出自由涡系在桨叶上(即升力线上)的诱导速度，那末，考虑了此诱导速度之后，可将桨叶上每一个叶元体当作二因次机翼来处理，应用茹可夫斯基升力公式可以求出作用在桨叶上的力和力矩。
设螺旋桨的进速为V A ，角速度为ω，如在半径r 处截取d r 微段，则此d r 微段的轴向速度为V A ，周向速度为ωr ，如图12-10所示。此叶元体相对于静水的合速为：
22A 0）
（r ωV V += V 0与周向速度的夹角β称为进角，可由下式表示：
r
ωV βA
tg =
（12-13） 设所有自由涡片对升力线处的诱导速度为u a 、u t 和 u r 。由于径向诱导速度u r 与附着涡环量Γ（r ）方向相同，不产生升力，所以对水动力的计算不起作用。轴向诱导速度u a 的方向与螺旋桨前进方向相反，使桨叶与附近水流的轴向相对速度增加。周向诱导速度u t 的方向与螺旋桨旋转方向相同，使桨叶与附近水流的相对周向速度减小。因此，考虑自由涡系的诱导速度以后，水流与螺旋桨叶元体的相对速度为V R ,如图12-10所示。V R 与周向速度的夹角βi 称为水动力螺距角，可由下式表示：
t
a
A i tg u r ωu V β-+= （12-14）
若忽略离心力的影响，则作用在d r 微段上的升力可表达为：
d T
图 12-10
d L = ρ V R Γ（r ）d r
其方向与V R 垂直。
在实际流体中，除升力外尚有翼型阻力(包括摩擦阻力和旋涡阻力)，以d D 表示，方向与 V R 相同，如图12-10所示。以ε表示翼型的阻升比，即
ε = d D /d L 或 d D = ε·d L
将d L 和d D 的合力在轴向投影，得到叶元体所产生的推力d T 为：
d T = d L cos βi -d D sin βi = d L cos βi (1-ε·tg βi )
= ρV R Γ(r )cos βi (1-ε·tg βi )d r （12-15）
将d L 和d D 的合力在周向投影，得到叶元体所受的旋转阻力d F 为：
d F = d L sin βi + d D cos βi = d L sin βi ?
???
?
?+i tg 1βε
=r βεβr ΓV ρd tg 1sin i i R ????
?
?+）（ （12-16）
因而，d F 所形成的转矩d Q 为：
d Q = d F · r =r r βεβr ΓV ρd tg 1sin i i R ????
?
?+）（ (12-17)
由图12-10可知：
V R cos βi = ωr - u t
V R sin βi = V A + u a
故作用在d r 微段上的推力和转矩为：
d T = ρΓ(r )(ωr -u t )(1-ε·tg βi )d r (12-18)
d Q = ρΓ(r )(V A +u a ) ?
???
?
?+i tg 1βεr d r (12-19)
将d T 和d Q 沿半径r 积分，即得一个叶片的推力和转矩，乘以叶数Z 即为整个螺旋桨发
出的推力T 和吸收的转矩Q ，即
r βεu r ωr Γ Z ρT d )tg 1)(()(i t R
r h --=?
r r βε
u V r Γ Z ρQ d )tg 1)(()(i
a A R
r h
+
+=? 式中，r h 为浆毂半径。上述公式中环量分布Γ(r )和自由涡系在升力线处的诱导速度之间有一定的关系，可以通过毕奥-萨伐定理或速度势理论建立这种关系。所以，问题就归结为求解环量分布。
至于确定诱导速度和自由涡强度r r
Γ
r Γd d d d -
=之间的关系，和机翼理论一样，可以利用毕奥-萨伐公式或速度势理论。由于螺旋桨后面的自由涡系是Z 个对称的螺旋涡片，问题比平面机翼要复杂一些。
在决定自由涡系所感诱的诱导速度时，首先必需知道自由涡线的形状，而自由涡线的形
状又依赖于诱导速度的大小，即诱导速度和自由涡线形状是相互依赖的，所以不得不作些近
(12-20)
似假定。在实际处理中，一般将螺旋桨分为三种类型：轻载螺旋桨、中载螺旋桨和重载螺旋桨。
所谓轻载螺旋桨，是指诱导速度与螺旋桨运动速度相比为很小的情况。对于这类螺旋桨，一般忽略诱导速度对涡片形状的影响，升力线上每一点的运动轨迹就是自由涡线的位置。设
螺旋桨前进速度为V A ，角速度为ω，则半径r 处叶元体与静水的相对速度为2
2A 0）
（r ωV V +=。在r 处下泄的自由涡线就假定沿V 0方向，它在静水中的轨迹为螺旋线，其螺距为：
ω
V
r ωV r
βr P A A π2π2tg π2=== (12-21) 式中，β为螺旋涡线的螺距角，也即(12-3)式中的进角。
由(12-21）式可见，将自由涡线放置在V 0方向来计算诱导速度时，不同半径处螺旋涡线的螺距都相同，这些等螺距螺旋线组成一个等螺距螺旋面，每个叶子后面有一个螺旋涡面，Z 个叶子就有Z 个对称的等螺距螺旋涡面。可见这个假定忽略了诱导速度、离心力和尾流收缩等影响。
中载螺旋桨(除拖船以外，一般船舶的螺旋桨均屈中载螺旋桨)是指其诱导速度的二次项及高次项与进速相比可以忽略的情况。也就是说需考虑诱导速度对自由涡片形状的影响，但仍忽略尾流收缩的影响，故升力线r 处下泄的自由涡线总是位于同一半径r 的圆柱面上。此时，自由涡线的半径r 和螺距沿轴向都没有变化，这种轴向等螺距螺旋线称为真正的螺旋线。
至于不同半径处自由涡线的螺距是否相同，则视载荷分布情况而定。令u a 和u t 分别表示自由涡系在升力线某半径r 处的轴向和周向诱导速
度。如图12-11所示，对中载螺旋桨，假定自
由涡线沿着V R 方向，则其螺距角为βi ，螺距P
为：
t
a
A i π2tg π2u r ωu V r βr P -+== (12-22) 至今，以中载荷螺旋桨理论发展最为充分，应
用亦较广，大部分螺旋桨问题都可按此来处理，故本书主要介绍中载荷螺旋桨理论。 如果螺旋桨负荷加重，径向诱导速度已不
能忽略，则须考虑尾涡的收缩，这种螺旋桨称为重负荷螺旋桨。处理这类问题需采用相应的重载荷螺旋桨理论，否则会有明显误差。但有关重载荷螺旋桨理论的文献至今还很少。
二、对称螺旋涡线诱导速度场的若干几何特性
根据上面的假定忽略尾流收缩，认为自升力线处下泄的自由涡线是等螺距螺旋线，因此，我们先研究Z 根孤立的对称螺旋涡线的诱导速度场的几何特性。
引入动坐标系统(x ，y ，z )，x 轴与螺旋桨的一个叶子重合，也即与一根升力线重合，升力线在z = 0的平面内，z 轴与螺旋桨前进方向相反，采用右手坐标系统，坐标轴(x ，y ，z )与螺旋桨固定在一起运动，如图12-12所示。
图 12-11
设在半径r 0处d r 0段下泄Z 根对称螺旋涡线，其强度为0r r 0d d d d 0
r r
Γr Γ =-=，涡线的螺距
角为βi0，涡线的螺距为：
P = 2π r 0 tg βi0 = 2π h 0
式中，r 0 tg βi0 = h 0，对每一半径处的螺旋涡线其值为常数。
令在零叶半径r 0处下泄的螺旋涡线上任一点的坐标为x 、y 、z ，则
x = r 0 cos ζ y = r 0 sin ζ z = r 0 ζ tg βi0
所以，零螺旋涡线在圆柱坐标系(r ，ζ，z )中的方程式为：
r = r 0 01
0=-z h ζ
类似地，从第k 叶下泄的螺旋涡线的方程式为：
r = r 0 k Z
z h ζπ210=-
其中，k = 0，1，2，…，Z -1；Z 为桨叶数。
为方便起见，在讨论这种对称等螺距螺旋涡线速度场的几何特性时，引入螺旋曲面坐标
系统(r ，δ，z )。其中，r =常数，表示半径为r 的圆柱面；=-=z h ζδ01
常数，表示螺距P =2πh 0
的等螺距螺旋面；δ表示此螺旋面在z = 0平面上的交线与x 轴的夹角；z =常数，表示垂直于z 轴的平面。以上三个面相交得一交点，决定空间一点的位置：r ，δ，z 。
在(r ，δ，z )的螺旋曲面坐标系中，自由涡线的方程可表示为：
r = r 0
k Z
z h ζδπ
210=-= k = 0，1，2，…，Z -1。
图 12-12
每一k 值对应于自第k 叶下泄的涡线。
先将螺旋桨后方(右边)Z 根半无穷长的螺旋涡线向桨前方(左边)延伸至无穷远处，这样就形成二边都伸向无穷的Z 根螺旋涡线。再将右边半无穷长涡系绕ox 轴转过180°，使δ = 0的右边半根涡线与左边的半根涡线正好重合，右边δ = C 与左边δ = -C 的螺旋涡线完全重合，而右边点A (r ，δ，z )与左边点B (r ，-δ，-z )重合。见图12-12。
旋转后，右边Z 根半无穷长螺旋涡线与左边Z 根半无穷长的螺旋涡线相互重合，由于合成后总旋涡强度为零，故对空间任一点的诱导速度必然为零。亦即右边半涡系在A (r ，δ，z )点的诱导速度旋转后与左边半涡系在B (r ，-δ，-z )点的诱导速度相互抵消。所以，其径向诱导速度关系为：
u rd (r ，-δ，-z )+u r (r ，δ，z )= 0
即 u rd (r ，-δ，-z )= -u r (r ，δ，z ) (12-23) 式中，u rd 为左边半涡系诱导的径向诱导速度，u r 为右边半涡系诱导的径向诱导速度。
至于轴向和周向诱导速度因右半涡系在A (r ，δ，z )点的轴向和周向诱导速度旋转后方向相反，故
u ad (r ，-δ，-z )–u a (r ，δ，z )= 0
即 u ad (r ，-δ，-z )= u a (r ，δ，z ) (12-24) 式中，u ad 、u a 分别为左边和右边半涡系诱导的轴向诱导速度。 及 u td (r ，-δ，-z )-u t (r ，δ，z )= 0
即 u td (r ，-δ，-z )= u t (r ，δ，z ) (12-25) 式中，u td 、u t 分别为左边和右边半涡系诱导的切向诱导速度。
根据以上的结果，可以证明以下几点：
① ），（），，（021
00a a r u r u ∞
= (12-26) ），（），，（02
1
00t t r u r u ∞
= (12-27) 式中，u a ∞(r ，0)和u t ∞(r ，0)表示两边延伸到无穷远的对称涡线对螺旋线(r = r ，δ = 0)上任一点的轴向和周向诱导速度，它们相当于对称半无穷长螺旋涡线在其无穷远后方螺旋线(r = r ，δ = 0)上的轴向和周向诱导速度。u a (r ，0，0)和u t (r ，0，0)表示半无穷长涡线对升力线处(r ，0，0)点的轴向和周向诱导速度。
应用式(12-24)及(12-25)很容易证明(12-26)和(12-27)两式成立。 由(12-24)式可得：
u ad (r ，0，0)= u a (r ，0，0)
而 u ad (r ，0，0)+ u a (r ，0，0)= u a ∞(r ，0) 所以 ），（），，（02
1
00a a r u r u ∞
= 同样，应用(12-25)式可以证明(12-27)式成立。
② 在螺旋桨远后方涡带(k Z
δπ
2=
)上的径向诱导速度为零。由(12-23)式可得： u rd (r ，0，0)= -u r (r ，0，0)
所以，u r ∞(r ，0)= u rd (r ，0，0)+ u r (r ，0，0)= 0
③ u a ∞(r ，δ )是δ的偶函数，即
u a ∞(r ，δ )=u a ∞(r ，-δ ) (12-28)
由(12-24)式
u ad (r ，-δ，-z )=u a (r ，δ，z )
同理有： u a (r ，-δ，-z )=u ad (r ，δ，z )
将上面两式相加，显然等式左边即为u a ∞(r ，-δ )，而右边为u a ∞(r ，δ )，从而使u a ∞(r ，-δ )= u a ∞(r ，δ )。
④ u t ∞(r ，δ )是δ的偶函数，即
u t ∞(r ，δ )= u t ∞(r ，-δ ) (12-29)
证法与③相同。
⑤ u r ∞(r ，δ )是δ的奇函数，即
u r ∞(r ，δ )= -u r ∞(r ，-δ ) (12-30)
由(12-23)式可得：
u rd (r ，-δ，-z )= -u r (r ，δ，z )
及 u r (r ，-δ，-z )= -u rd (r ，δ，z )
两式相加，即有：u r ∞(r ，δ )= - u r ∞(r ，δ )。
⑥ 因为螺旋桨桨叶是对称的，所以诱导速度必然是关于δ的周期性函数，其周期为Z
π2。即
），（），（），（k Z
δr u Z δr u δr u π
2π2a a a +=+=∞
∞
∞ ），（），（k Z
δr u δr u π
2t t +=∞∞ ），（），（k Z
δr u δr u π
2r r +=∞
∞ (12-31) ⑦ u a ∞、u t ∞和u r ∞仅是r 和δ的函数，与z 无关，也就是说在同一螺旋线上的诱导速度分量处处相等。
§ 12-2 螺旋涡线的速度势
前已提及，大部分螺旋桨问题，可按中载荷螺旋桨理论来处理。对于中载螺旋桨，每根尾涡线的半径r 0和螺距P = 2π r 0 tg βi0 = 2πh 0不随z 而变，且其螺距等于升力线处的螺距。但这并不意味在不同半径处升力线下泄的螺旋涡线的螺距都一样。因此，在一般情况下，尾涡面是径向变螺距螺旋面。这样，问题就归结为求解径向变螺距自由涡面的诱导速度。确定自由涡面产生的诱导速度场，除了利用毕奥-萨伐定理外，还可以用速度势法。下面将结合目前螺旋桨升力线理论中应用最广的勒勃斯诱导因子法作较为详细的讨论。
首先，我们讨论自半径r 0处泄出的Z 根对称螺旋涡线对升力线处(r ，0，0)点的诱导速度，然后将涡线元沿半径叠加，就可以得到整个涡面对升力线处的诱导速度。我们知道，半无穷长涡线的诱导速度场是一个三元问题，处理比较复杂，但从(12-26)和(12-27)两式可知，半无
穷长螺旋涡线在升力线的诱导速度可以由无穷远后方的诱导速度来求得，即∞=
a a 2
1
u u ，∞=t t 2
1
u u 。由此，问题简化为求两边都延伸到无穷远的螺旋涡线的诱导速度。
设两边延伸到无穷的Z 根对称螺旋涡线。其环量为0d d r Γ
Γ-=，螺距角为βi0，整个流场(除
在涡线上外)均存在速度势，Φ′(r ，ζ，z )，即为Z 根对称螺旋涡线的诱导速度势。显然，它必须满足拉普拉斯方程：
011Δ2
222222=?'?+?'?+?'?+?'?='z Φζ Φr r Φr r ΦΦ (12-32)
从流体力学知道，诱导速度与速度势的关系如下：
z Φu ?'
?=∞a ζ Φr u ?'?-
=∞1t r
Φu ?'
?=∞r 请读者注意，大多数作者对周向诱导速度的正向取与ζ坐标的正方向相反。 考虑到螺旋桨的工作情况，速度势Φ′必须满足下列边界条件：
① 在离涡线无限远处，流体不受干扰，即当r →∞时，诱导速度u a ∞= u t ∞= u r ∞= 0，或可写成：
当r →∞时， z Φ?'?=ζ Φ?'?=r
Φ?'
?= 0 (12-34)
② 在r = 0处，流体不可能有径向流动，即当r →0时，u r = 0，或
00
r =?'
?→r
Φ (12-35) 除上述边界条件外，Φ′尚需满足对称涡线速度场的若干几何条件，为此在解速度势时采用螺旋面坐标系统(r ，δ，z )，其中(见本章第1节)：
z h ζδ0
1
-= (12-36)
相应把Φ′(r ，ζ，z )也记作Φ(r ，δ，z )。
上一节中，我们已知螺旋面坐标系统中诱导速度场的几何特性为： ① u a ∞、u t ∞和u r ∞仅是r 和δ的函数，与z 无关；
② u a ∞(r ，δ )= u a ∞(r ，-δ )
u t ∞(r ，δ )= u t ∞(r ，-δ ) u r ∞(r ，δ )= - u r ∞(r ，-δ )
③ 诱导速度是关于δ的周期性函数，其周期为
Z
π2。 此外，根据斯托克斯定理，在r ＞r 0的任何封闭圆周线上速度线积分等于周线内所包含涡线环量的总和，也就是说：
(12-33)
当r ＞r 0时， Φ(r ，δ +2π)-Φ(r ，δ )= Z Γ 而r ＜r 0时， Φ(r ，δ +2π)-Φ(r ，δ )= 0 根据以上条件，可以把速度势展开为下列形式：
δZn r f r f C z C δC C Φsin 1
n n
03210∑∞=++++=）（）（ (12-38) 式中，C 1、C 2、C 3、f n (r )等需根据边界条件、几何条件和基本方程确定的系数或函数。因在
r ≥r 0 和r ≤r 0区域内边界条件不同，故应分成两个区域求解，并对有关系数或函数分别标以下标e 或i ，以免混淆。
一、在r ≥r 0区域内的解
① 由于r ＞r 0时，
Φ(r ，δ +2π)-Φ(r ，δ )= Z Γ
所以， π
21Γ
Z C e =
② 由（12-33）和（12-36）式知：
δ
Φ
r ζΦr u ??-
=??-
=∞11t z ΦδΦh z Φz δδΦu ??+??-=??+?????=∞
0a 1 所以
e 2t 0
a 1
C ru h u z Φ=-=??∞∞ 又据（12-34）和（12-37）式知：
当r →∞时， u a ∞= 0
ΓZ ζru
π
-=?∞
20
t d
因此，可以求出系数C 2e 为：
2π2h Γ
Z C e =
③ 当r →∞时，u a ∞= u t ∞= 0，要求f ne (r )= 0 ；
④ 因整个流场的散度为零，所以对于z = 常数平面的任何圆周，要求
0d 20r =?π
ζu r
或 u r (r ，δ )= - u r (r ，-δ ) 所以 C 3e = 0 又因为，当r →∞时，u r ∞= 0，故要求f ′ne (r )= 0 。
综上所述，在r ≥r 0区域内的速度势Φe 可表达为：
(12-37)
∑∞
=+++=1
n ne 0e 0e sin π2π2δZn r f z h Γ
Z δΓZ C Φ）（
将上式代入方程式（12-32），则可得到：
011d d 1d d ne 2
022
ne 2ne 2=??
????+-+）（）（）（）（）（r f h r Zn r r f r r r f 0
h Znr
t = 并代入上式，则得到变型贝塞尔函数的微分方程：
01d d 1d d ne 222ne 2
ne 2=??
?
??+-?+）（）（）（r f t n Z t t f t t t f 此方程的通解为：
）（）（）（r h Zn K d r h Zn I C r f ?+?=0
Z n
n 0Z n n ne 其中，I zn 和K zn 分别为第一类和第二类变形的贝塞尔函数。
前面已经提到，当r →∞时，u a ∞= u t ∞= u r ∞= 0，要求f ne (r )= 0，和f ′ne (r )= 0，而根据贝塞尔函数的性质，当r →∞时，
∞→???
? ?
?0zn h
r Zn I 所以必须使C n = 0，以满足当r →∞时，f ne (r )= 0和f ′ne (r )= 0，因此
）（）（r h Zn
K d r f ?=0zn n ne
最后，我们可以得到：
r ＞r 0时，
∑∞
=+++=1
n 0zn n 0e 0e sin π2π2δZn h r
Zn K d z h ΓZ δΓZ C Φ）（ (12-39)
二、在r ≤r 0区域内的解
① 因在r ≤r 0区域内
Φ(r ，δ +2π)-Φ(r ，δ )= 0
所以 C 1e = 0
② 当r =r 0，对于任何z 值应满足
Φe (r 0，δ ，z ) = Φ i (r 0，δ，z ) 由此可得 C 2i = C 2e =
π2h Γ
Z
③ 与前类似，根据整个流场的散度为零的条件，要求C 3e = 0； ④ 当r =0时，0=??r
Φ
，则要求：f ′ni (r )= 0。这样，对于r ≤r 0区域内的速度势Φi 可表达为：
∑∞
=++=1
n ni 0i 0i sin )(π2 δZn r f z h Γ
Z C Φ
将Φi 代入拉普拉斯方程(12-32)式，与Φe 同样可以解出：
）（）（）（r h Zn
K b r h Zn I a r f ?+?=0
Z n
n 0Z n n i n 根据贝塞尔函数的另一特性：
当r →0时，∞→????
?
?=0n z h r Zn K ，故必须b n = 0，
从而：
）（）（r h Zn
I a r f ?=0
n
z n i n 最后，同样可以得到：
r ≤r 0时的速度势Φi 为：
∑∞
=++=1
n 0n
z n 0i 0i sin π2 δ n Z h r
Zn I a z h ΓZ C Φ）（ (12-40) 三、常数a n 和d n 的确定
速度势Φe 和Φi 中的常数d n 和a n 可以由连续条件来确定，即：当r =r 0时，要求：
Φe = Φi
r
Φr Φ??=
??i
e 令任意常数2
i 0Γ
Z C =
，()21e 0Z C -=，以使
2
e 0i 00Γ
C C C =
-= (12-41) 并将δ在0 ≤δ ≤2π/Z 的区间展开成富里哀级数：
∑∞
=-=1sin 122π n δ n Z n Z δ (12-42)
将(12-41)和(12-42)式代入(12-39) 式，并令r = r 0处，Φe = Φi ，从而得到：
π00n z n 00n z n n Γh r Zn K d h r Zn I a -=???? ?
?-???? ?? (12-43)
在r =r 0处，令
r
Φr Φ??=
??i
e ，得出： ????
?
?'=???? ??'00n z n 00n z n h r Zn K d h r Zn I a (12-44) 利用变型贝塞尔函数之间的关系式：
()()()()x
x K x I x K x I 1n n n
n -='-' 从(12-43)和(12-44)式解：
???? ??'?=
00n z 00n πh r Zn K Γ
Z h r a ???? ?
?'?=
00n z 00n πh r Zn I Z h r d 所以，Z 根对称无穷长螺旋涡线的速度势为：
当r ≤r 0，
????
?
?-????? ??'+
+=∑∞
=01n 00n z 0n
z 0
0i sin π22h z ζZn h r n Z K h r Zn I h r πΓZ z h ΓZ ΓZ Φ ）（ (12-46) 当r ≥r 0，
∑∞
=????
?
?-???? ??'?++?
???????? ?
?--=
1
n 000n z 0n
z 000e sin ππ22πππ
2 h z ζZn h Znr I h
Znr K h r ΓZ z h Z δZ Φ）（ 或 ()∑∞
=????
?
?-???? ??'?+??
????--=
1n 000n z 0n z 00e sin π1π
2 h z ζZn h Znr I h Znr K h r ΓZ Z π Z ζΓ
Z Φ）（ (12-47)
§ 12-3 螺旋涡线对升力线处的诱导速度
求得(12-46)和(12-47)两式所示的速度势后，就不难求出其速度场。对于半无穷长的螺旋涡线来说，此速度场相当于在无穷远后方的速度场。如果把涡线看成是升力线上泄出的自由涡线，则利用关系式(12-26)和(12-27)可以求出Z 根对称螺旋涡线在升力线处P (r ，0，0)点的诱导速度为：
r ＜r 0时：
???
?????
???? ??'???? ??-?=??=∑∞
=00n z 01n n z 0
0i ai 211π421r h Zn K r h Zn I n h r Z h ΓZ z Φdu
(12-45)
∑∞
=???
?
??'???? ???
-=??-=100n z 0n z 0
2i ti π21121 n r h Zn K r h Zn nI h r ΓZ r δΦr du (12-48) r ＞r 0时：
∑∞
=???
? ??'???? ???-=??-=1
00n z 0n z 2002e ae π221 n r h Zn I r h Zn nK h r ΓZ z Φdu ???
?
????
???? ??'???? ??+?-=??-=∑∞
=00n z 01n n z 00e e i 21π41121r h Zn I r h Zn K n h r Z
ΓZ r δΦr du (12-49) 因为径向诱导速度在这里没有意义，故不予讨论。
为了数值计算(12-48)和(12-49)式，将式中的贝塞尔函数用涅克尔逊(Nicho1son )渐近公式来替代。渐近公式的形式如下：
()nY
5
.02
n 1π21
e y n ny I ????????+= ()nY
5.02
n 12π
-???
?????+=e y n ny K 1
111ln 21
12
22
-+++-+=y y y Y 经过运算以后，最后可得(12-48)和(12-49)两式的简化表达形式如下： ()20ai 1π41B Z h du +?
=
2ti π
41B ΓZ r du ?=
10ae π41B Z h du -
= ()1te 1π
41B Γ
Z r du --
= 其中，() ,e y y Z e y y B ???????
???? ??
-++±-???
? ??++=111ln 12111112
,12
,1Z A 5
.12020Z A 25
.02202
,1 ()
()()()()
1
1111111ln 21
112
202202
2
2,1-+
++++-++-+±=y y y y y y A (12-50)
；0i 000tg 1βh r y ==
i 00tg βr r h r y == 如果计算点趋近于涡线，即r →r 0，速度分量的表达式趋于无穷大，这就大大影响在r 0邻
近的数值计算的精确性。为了解决这个困难，引进诱导因子，其定义是：
()t 0t π4i r r Γ
du ?--=
()
a 0a π4i r r Γ
du ?--
=
式中，i a 轴向诱导因子，i t 称为周向诱导因子，也可表达为：
()0t
t π4/r r Γdu i --=
()
0a
a π4/r r Γdu i --=
诱导因子是个无因次量。显然，
()
0π4r r Γ
-是一根位于r 0处平行于z 轴从z = 0一直延伸到
z = +∞，强度为Γ的半无穷长直线涡对P (r ，0，0)点的诱导速度。
当r →r 0时，du a （或du t ）与()
0π4r r Γ
-以同一量级趋于∞，所以其比值，即诱导因子保持
有限。
将(12-50)式代入(12-51)，则可得到：
()200i 0ai 11tg B x x βx x Z i +??
?
??-?=
100i 0ae 1tg B x x βx x Z i ??
?
??-?-=
20ti 1B x x Z i ???
??-=
()10te 11B x x Z i +??
?
??--=
式中，x 和x 0为无因次半径，x = r /R ，x 0= r 0/R ，R 为螺旋桨半径。
根据(12-52)这组公式，勒勃斯对于Z = 3，4和5计算出诱导因子数值，并将结果绘成便于查阅的图谱，如图12-13所示（共有十二张，在此仅举Z = 4的四张图为例）。
计算表明，诱导因子仅与几何参数x 0/x 、叶数Z 和βi0有关，而与环量Γ的大小无关，由此可见，诱导因子可以理解为螺旋涡线的曲率修正数。
此外，从(12-52)式中还可以得到如下几个极限值：
当r 0 /r →0时，则i a →0，i t →Z
当r 0 /r →∞时，则i a →0
i tg βZ
，i t →0
当r 0 /r →1时，则i a →cos βi0，i t →sin
βi0
(12-51)
(
12-52) (12-53)
如果应用电子计算机来处理问题，则直接利用(12-52)式进行数值计算，而不必求助于图12-13。顺便提一下，后来雷奇(Wrech )认为涅克尔逊的近似公式精度不够，他用更精确的渐近近似公式计算I n 和K n ，重新导出了
()()??
???????
????? ??-+???????+-+++-???
? ??++=111ln 12312924111
112,12/3222/320202,14
/102
,1 A y y y y Z
A y y
B 其中：()
Z
y y z
e y y y y A 2
02
11200
211111--
+????? ??-+?-+=
1
12-=A A
计算结果表明，勒勃斯用(12-52)式计算的诱导因子前二位数是精确的，从实用考虑精度已足够。摩根(Morgen )据雷奇方法用计算机也算出了详细的诱导因子数值表。
(d)
(c)
(b)
(a)
6070
8090
50403020
10
5
1525
51020304050
607080
β
i 0
i a
β
i 0
i a
806050454036302826702422201816141210
5
z = 4, i a = f (x 0/x ,βi0), x 0＞x
z = 4, i a = f (x 0/x ,βi0), x 0＜x
x 0/x
x 0/x
z = 4, i t = f (x 0/x ,βi0), x 0＜x
z = 4, i t = f (x 0/x ,βi0), x 0＞x 0.10.20.30.40.50.60.7
0.80.91.00.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0151413121110987654321i t
β
i 0
β
i 0
i t
x 0/x x 0/x
4
3
2
1
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
1.00.90.80.70.60.5
0.40.30.20.15.0
4.0
3.0
2.0
1.0
90807060
5040302015105图 12-13
室内装饰设计的基础知识 一．室内装饰设计的基本原则 1．室内装饰设计要满足现代技术要求 建筑空间的创新和结构造型的创新有着密切的联系，二者应取得协调统一，充分考虑结构造型中美的形象，把艺术和技术融合在一起。这就要求室内设计者必须具备必要的结构类型知识，熟悉和掌握结构体系的性能、特点。现代室内装饰设计，它置身于现代科学技术的范畴之中，要使室内设计更好地满足精神功能的要求，就必须最大限度的利用现代科学技术的最新成果。 2．室内装饰设计要符合地区特点与民族风格要求 由于人们所处的地区、地理气候条件的差异，各民族生活习惯与文化传统的不一样，在建筑风格上确实存在着很大的差别。我国是多民族的国家，各个民族的地区特点、民族性格、风俗习惯以及文化素养等因素的差异，使室内装饰设计也有所不同。设计中要有各自不同的风格和特点。要体现民族和地区特点以唤起人们的民族自尊心和自信心。 3．室内装饰设计要满足使用功能要求 室内设计是以创造良好的室内空间环境为宗旨，把满足人们在室内进行生产、生活、工作、休息的要求置于首位，所以在室内设计时要充分考虑使用功能要求，使室内环境合理化、舒适化、科学化；要考虑人们的活动规律处理好空间关系，空间尺寸，空间比例；合理配置陈设与家具，妥善解决室内通风，采光与照明，注意室内色调的总体效果。 4．室内装饰设计要满足精神功能要求 室内设计在考虑使用功能要求的同时，还必须考虑精神功能的要求（视觉反映心理感受、艺术感染等）。室内设计的精神就是要影响人们的情感，乃至影响人们的意志和行动，所以要研究人们的认识特征和规律；研究人的情感与意志；研究人和环境的相互作用。设计者要运用各种理论和手段去冲击影响人的情感，使其升华达到预期的设计效果。室内环境如能突出的表明某种构思和意境，那末，它将会产生强烈的艺术感染力，更好地发挥其在精神功能方面的作用。 二．室内装饰设计要点： 室内空间是由地面、墙面、顶面的围合限定而成，从而确定了室内空间的大小和形状。进行室内装饰的目的是创造适用、美观的室内环境，室内空间的地面和墙面是衬托人和家具、陈设的背景，而顶面的差异使室内空间更富有变化。 基面装饰-----楼地面装饰 基面-----在人们的视域范围中是非常重要的，楼地面和人接触较多，视距又近，而且处于动态变化中，是室内装饰的重要因素之一，设计中要满足以下几个原则： 1、注意地面图案的分划、色彩和质地特征。 地面图案设计大致可分为三种情况：第一种是强调图案本身的独立完整性，如会议室，采用内聚性的图案，以显示会议的重要性。色彩要和会议空间相协调，取得安静、聚精会神的效果；第二种是强调图案的连续性和韵律感，具有一定的导向性和规律性，多用于门厅、走道及常用的空间；第三种是强调图案的抽象性，自由多变，自如活泼，常用于不规则或布局自由的空间。 2、满足楼地面结构、施工及物理性能的需要。 基面装饰时要注意楼地面的结构情况，在保证安全的前提下，给予构造、施工上的方便，不能只是片面追求图案效果，同时要考虑如防潮、防水、保温、隔热等物理性能的需要。 3、基面要和整体环境协调一致，取长补短，衬托气氛。
公共建筑设计原理 卷首语 1、分析公共建筑设计中的共性问题，运用一般性原则，阐明公共建筑中带有普遍性和规律 性的问题。 2、学习公共建筑设计的基本原则、构思方法和必要的组合技巧。 3、公共建筑类型：医疗建筑、文教建筑、办公建筑、商业建筑、体育建筑、交通建筑、邮 电建筑、展览建筑、演出建筑、纪念建筑等。 4、公共建筑的设计工作涉及到总体规划布局、功能关系分析、建筑空间组合、结构形式选 择等技术问题。 5、公共建筑设计原理：分析题目、调查场地、总平设计、建筑设计、建筑成果表达。 6、建筑分类：按建筑风格、建筑组合方式、结构类型、使用功能（居住建筑、公共建筑、 工业建筑）或高度划分。 7、建筑设计原则：经济、安全、适用、美观。 8、公共建筑：面向社会、具备公共参与性或开放性特征的建筑类型。 第一章：公共建筑的总体环境布局 1总体环境布局的基本组成 1）、建筑是什么？ ——建筑是为了人类社会活动的需要，利用物质技术，按照科学法则和审美要求，通过对空间的塑造，组织与完善所形成的物质环境。 2）、创造室外空间环境时，应考虑内在因素和外在因素两方面的问题。 内在：公共建筑本身的功能、经济及美观的问题； 外在：城市规划、周围环境、地段状况等。 3）、室外环境的空间与场所： a、开敞的空间场所（集散广场） 在共公建筑中，因为人流比较集中而要求空阔的场所，形成一定规模的集散广场，需要各种流线的通行能力和空间构图的需要来确定其规模和布局形式。 因为这类广场对城市面貌影响较大，同时在艺术处理上要求较高，因此需要充分考虑广场的空间尺度和立体构成等构图的问题，为人们观赏建筑景观，提供良好的位置与角度。 有些公共建筑，因为城市规划的要求，安排在道路的交叉路口。在这种情况下，为了避免主体建筑出路口与转角处人流的干扰，常将建筑后退，形成一段比较开阔的场所，这样处理有利于道路交叉口处的空间处理。 b、活动场地 与室内空间的联系密切，应靠近主题建筑主要部位 c、停车场所 停车场位置，一般要设置在方便易找的地方，如主体建筑物的一侧或后侧，但不应影响整体空间环境的完整性和艺术性为原则。 高层建筑或大型公共建筑在车辆较多的情况下，可以考虑利用地下停车场或立体停车场，以节约场所用地。 d、大多数公共建筑还需要设置服务性的院落，如锅炉房、厨房等。一般为了出入方便，
室内设计基础知识 室内设计的基础概念：室内设计是建立在四维空间基础上的艺术设计门类，包括空间环境，室内环境、陈设装饰。现代主义建筑运动使室内从单纯界面装饰走向建筑空间，再从建筑空间走向人类生存环境。室内装修是以空间的视觉审美为设计主旨且具有传统意识。岩壁绘画是人类栖身洞穴时代的室内装饰；彩绘陶罐成为最初建筑样式人字形护棚半穴居的装饰器物；石构造建筑以墙体为装饰载体，以柱式与拱券为基础要素；木构造建筑以框架作为装饰载体，以梁架变幻为内容的装饰体系，有天花藻井、隔扇、罩、架、格等装饰构件。室内设计涉及人体工程学、环境心理学、环境物理学、设计美学、环境美学、建筑学、社会学、文化学、民族学、宗教学等相关学科。室内设计是运用一定物质技术手段和经济能力，根据对象所处的特定环境，从建筑内部把握空间，并进行创造与组织，使之形成安全、卫生、舒适、优美的内部环境，既需具有使用价值，也需反应历史文脉、建筑风格、环境气氛等因素。室内设计的作用：1、功能实用性室内空间的大小，形状、整体布局，家具，环保、健康的材料，合理，顺畅的交通流程以及良好的采光和舒适的物理环境，与工程的科学性密切相关。2、审美艺术性对心理需求，情感需求、个性需求等精神层面的满足。如：安全感，个人喜好、审美情趣、民族文化、地域文化、历史文脉等因素。室内设计的原则：1、整体性设计原则：保证室内空间协调一致的美感。2、功能性设计原则：空间的使用功能如布局，界面装饰、陈设和环境气氛与功能统一。3、审美性设计原则：通过形，色、质、声、光等形式语言体现室内空间美感。4、技术性设计原则：一是比例尺度关系；二是材料应用和施工配合的关系。 5、经济性设计原则：以最小的消耗达到所需目的。室内设计的风格1、传统风格：风格有明清，文艺复兴、巴洛克、洛可可、伊斯兰，和式。2、现代风格：混凝土，平板玻璃、钢材表现出简洁的几何形态。3、后现代风格：用装饰手法丰富视觉效果追求人情味，崇尚隐喻与象征手法新结构新材料。4、自然风格：自然材质风格雅致简洁。5、折中风格：将各种风格进行时空融合追求形式美讲究比例。培养目标：以培养装饰设计行业中的室内设计专业人才为目标。通过本专业的系统学习，学员可在短期内掌握相关的设计原理、AutoCAD施工图、Excel预算报价书、PhotoShop家居平面彩平图等制图技术；以及装饰材料知识、施工工艺流程、现场量房、模拟与客户交流沟通等实践课程。毕业后，学员能成为施工图设计、预算报价等当前人才市场急需的人才。 授课内容：一、室内设计理论：1.室内设计原理；2.室内设计风格与流派；3.室内空间组织与设计；4.室内设计流程；二、AutoCAD：1.AutoCAD软件操作；2.AutoCAD 施工图；3.家装施工图；4.工装施工图；三、室内装饰工程预算： 1.Excel软件：Excel软件的入门与提高 2.室内装饰工程预算原理：室内装饰工程种造价含义、内容、分类及特点 3.家装预算案例实现：模拟实际家装工程的预决算流程四、PhotoShop：1. PhotoShop工具栏；2. PhotoShop图层、蒙版、路径、通道与滤镜；3. PhotoShop三维效果图处理、PhotoShop彩平图制作；五、装饰材料与施工工艺： 1.室内设计常用尺寸：从人体工程学角度学习室内设计中常用的尺寸、家具的基本尺寸 2.室内装饰材料：常用室内装饰材料的类别、规格、使用要求与最新装饰材料的介绍 3. 施工工艺流程：地面工程施工工艺流程、木工工程施工工艺流程、墙面装饰施工工艺流程、油漆涂料施工工
工业设计基础知识综合（设计学）考试大纲 一、考试要求 要求考生能够熟练掌握工业设计的基本理论和设计流程方法，熟练掌握工业设计各类基础知识，具备良好的产品创新和设计表现能力，并能够在实际产品开发过程中加以良好实践和应用。 二、考试组成 工业设计基础知识综合（设计学）试卷共分二部分： 1.设计理论（40%）；2.设计创意（60%），考试时间共计3个小时。 三、设计理论部分的考试大纲 （一）主要内容及基本要求 1.设计史 1．1 工业革命前的设计 1．2 1750-1914年的工业设计 1．3 18世纪的设计与商业 1．4 机械化与设计 1．5 设计改革 1．6 工业、技术与设计 1．7 艺术变革与现代设 1．8 战后重建与设计。 1．9 信息时代的工业设计 2. 工业设计概论 2.1 广义设计 2.2 工业设计研究的领域 2.3 现代设计方法 2.4 设计理性的特点与思索 2.5设计中永远不变的原则 2.6 工业产品的功能 2.7 思维、风格、美的创造 3. 创造性思维及创造技法 3.1 创造性思维 3.2 创造性思维的训I练及人才培养
3.3 创造法则 3.4 创造技法 4. 功能论设计思想及方法 4.1 设计过程 4.2 功能论设计思想及方法概述 4.3 功能分析 4.4 方案设计 4.5 功能价值分析 4.6 设计中附加价值的探讨 5. 系统论设计思想及方法 5.1 系统论与现代设计 5.2 系统的概念 5.3 系统论设计思想与方法概述 5.4 系统分析 6.市场化设计思想及方法 6.1 商品与产品 6.2 商品化的设计思想 6.3 设计与营销策略 6.4 设计与产品定位 6.5 设计与生产计划 6.6 设计与研究开发 7. 人性化的设计思想 7.1 人性化设计思想 7.2 人性化设计观念应考虑的主要因素7.3 以用户为中心的设计 7.4 人机工程学及应用 7.5 认知心理学及应用 7.6 可持续性设计方法及应用 8.设计调研的方法
姓名_____________ 学号______________考场____________成绩 平面设计基础（理论）测试卷 一、填空题（每空2分共20分） 1、点的特征是具有（），不计（） 2、线的特征是：线有（），不计（） 3、面具有（）不计面积（）。 4、黑色和深色具有（）及（）所以在生活中体胖 的人穿黑色或深色衣服显瘦。 5、白色和浅色具有（）及、（）所以在生活中 体瘦的人穿白色或浅色衣服显魁梧。 二、选择题(可多选)（每题4分共20分，） 1、重复构成通常可分为几种形式，即：（ ABCD ） A基本形重复构成、B骨骼重复构成、C重复骨骼与重复基本 形的关系、D群化构成 2、在规律性骨骼和基本形的构成内，变异其中个别骨骼或基本形 的特征，以突破规律和单调感，使其形成鲜明反差，造成动 感，增加趣味，即为（ B ）构成 A 重复、 B 特异、 C 密集、 D 近似 3、矛盾连接是指利用（ A B C ）在平面中空间方向的不定 性，使形体矛盾连接。 A 直线、 B 曲线、 C 折线、 D 短线和长线
4、曲面空间是指由于基本形的（ B D ）的变化，在人的视 觉中会产生一种空间旋转的效果，所以倾斜也会给人一种空间 深度感。 A 正立、 B 倾斜、 C 放倒、 D 排列 5、（ B ）是指利用人的眼睛在观察形体时，不可能在一 瞬间全部接受形体各个部分的刺激，需要一个过程转移的现 象，将形体的各个面逐步转变方向。 A 等腰三角形 B 连洛斯三角形 C直角三角形D锐角三角 形 三、名词解释（每题8分共32分） 1、离心式： 指基本形由中心向外扩散，发射点一般在画面的中心，有向 外运动感，是运用较多的一种发射形式。 2、面： 是线的连续移动至终结而形成的，面有长度、宽度，没有厚度。 3、联合渐变： 将骨骼渐变的几种形式互相合并使用，成为较复杂的骨骼单位。 4、折线渐变： 将竖的或横的骨骼线弯曲或弯折。
建筑设计原理 一．选择题（每小题1，共20分） 1．方案阶段的建筑剖面，可包括以下内容（） A．建筑的剖切与投影部分、设计绝对标高、环境和配景、电梯井剖面； B.建筑轴线、设计标高、高度尺寸、室外地坪； C.设计标高、环境和配景、楼梯剖面、文字标注； D.绘图比例、高度尺寸、建筑轴线、建筑阴影。 2．在面积定额指标中．所谓户均使用面积是指（） A．有效总面积与总户数之比 B．建筑总面积与总户数之比 C．居住总面积与总户数之比 D．使用总面积与总户数之比 3．建筑艺术区别于其它造型艺术(如绘画、雕刻等)的重要标志在于 ( ) A、建筑艺术作品一般比较大 B、建筑有使用功能的要求 C、造价较高 D、有内部空间 4．民用建筑包括居住建筑和公共建筑，其中（）属于居住建筑。 A. 托儿所 B. 宾馆 C. 公 寓 D. 疗养院 5. 平面利用系数＝使用面积/建筑面积×100%，其中使用面积是指除结构面积之外的（） A. 所有使用房间净面积之和 B. 所有使用房间与辅助房间净面积之和 C. 所有房间面积与交通面积之和 6．考虑建筑的防火及安全疏散，可采用的楼电梯类型有（） A.双跑梯剪刀梯、螺旋楼梯、自动扶梯； B.悬臂梯、双跑梯、弧形楼梯、剪刀梯； C．防烟楼梯、封闭楼梯、消防电梯、螺旋梯； D.剪刀梯、弧形楼梯、双跑梯、封闭楼梯。 7．建筑立面的重点处理常采用（）手法。 A．对比 B.均衡 C. 统一 D.韵律
8. 民用建筑的主要楼梯一般布置在（） A、建筑物次要入口附近 B、主要入口附近位置明显的部位 C、一定要在房屋的中间部位 D、一定要在房屋的端部 9. 通常房间内最小净高不宜低于( ) A.2.0m B.2.2m C.2.4m D.2.6m 10．建筑施工平面图上，建筑物外部尺寸的标注一般是（） A.一道 B．二道 C．三道 D．四道 11. 大厅式组合一般适用于（）建筑类型。 A．剧院、电影院、体育馆B．火车站、浴室 C．医院、中小学、办公楼 D．百货商店 12．以下门的类型组可用于建筑的安全疏散口。（） A．旋转门、平开门、自动感应门、卷帘门； B.平开门、弹簧门、滑拉门、防火门； C．铝合金地弹门、平开门、防火门、隔音门； D. 铁拉门、防火门、平开门、弹簧门。 13. 建筑的构成三要素中（）是建筑的目的，起着主导作用。 A. 建筑功能 B. 建筑的物质技术条件 C. 建筑形象 D. 建筑的经济性 14．施工图的建筑立面包含以下内容（） A．建筑轴线、设计标高、周边环境及绿化、风玫瑰； B.高度尺寸、建筑轴线、设计标高、门窗立面； C. 建筑阴影、门窗立面、室外踏步、高度尺寸； D.文字标注、设计标高、绘图比例、门前雕塑。 15．方案设计文件的内容应包括：（） A．封面、设计说明、效果图、总平面图、建筑平面、立面和剖面、大样图。 B．封面、目录、设计说明、效果图、总平面图、建筑平面、立面和剖面、设计 概算。
浙江省工业设计职业资格考试大纲（试行） 为便于工业设计从业人员参加全省工业设计职业资格考试，根据《浙江省工业设计职业资格制度试点工作方案》（浙人社发〔2012〕283号）和《浙江省工业设计职业资格制度试点工作暂行办法和浙江省工业设计职业资格考试实施办法》（浙人社发〔2012〕284号）规定，特制定本考试大纲。
目录 一、助理工业设计师职业资格考试大纲 (3) 第一部分工业设计基础理论（知识题） (4) 第二部分设计实务（初级）（设计题） (7) 二、工业设计师职业资格考试大纲 (9) 第一部分工业设计综合知识（知识题） (9) 第二部分设计实务（中级）（设计题） (13)
三、高级工业设计师职业资格考试大纲 (16) 第一部分设计策划（分析题） (16) 四、参考书目 (20) 助理工业设计师职业资格考试大纲
第一部分工业设计基础理论（知识题） 一、考试目的 主要考察考生工业设计的基础造型理论、工业设计史、设计程序和方法等有关知识，以及职业道德和与设计有关的法律法规等基础知识。 二、考试形式与试卷结构 （一）答卷方式：闭卷，笔试 （二）答题时间：120分钟 （三）考试题型 1.判断题 20% 2.单项选择题 50% 3.不定项选择题30% （四）卷面分数：100分 （五）评分标准：参考标准答案，正确答题给满分，错误答题扣除相应分数
三、考查要点 （一）工业设计通识基础 1.工业设计概念、分类、目标 2.工业设计的原则与重点 3.人机工程学与设计心理学 4.工业设计与社会政治经济的关系 5.工业设计与科学技术、文化艺术的关系（二）工业设计专业基础知识 1.工业设计程序和方法 2.工业设计与市场营销 （1）消费者分析 （2）市场调研分析 （3）产品定位 3.工业设计创意 （1）设计创新的模式
平面设计理论知识(色彩搭配) 一：各种色彩的象征： 红色热情、活泼、热闹、革命、温暖、幸福、吉祥、危险...... 橙色光明、华丽、兴奋、甜蜜、快乐...... 黄色明朗、愉快、高贵、希望、发展、注意...... 绿色新鲜、平静、安逸、和平、柔和、青春、安全、理想...... 蓝色深远、永恒、沉静、理智、诚实、寒冷...... 紫色优雅、高贵、魅力、自傲、轻率...... 白色纯洁、纯真、朴素、神圣、明快、柔弱、虚无...... 灰色谦虚、平凡、沉默、中庸、寂寞、忧郁、消极...... 黑色崇高、严肃、刚健、坚实、粗莽、沉默、黑暗、罪恶、恐怖、绝望、死亡...... 色彩的心理效应 色彩的直接心理效应来自色彩的物理光刺激对人的生理发生的直接影响。心理学家对此曾做过许多实验。他们发现，在红色环境中，人的脉搏会加快，血压有所升高， 情绪兴奋冲动。而处在蓝色环境中，脉搏会减缓，情绪也较沉静。有的科学家发现，颜色能影响脑电波， 脑电波对红色反应是警觉，对蓝色的反应是放松。 色彩是人的视觉最敏感的东西。主页的色彩处理得好，可以锦上添花，达到事半功倍的效果。色彩总的应用原则应该是"总体协调，局部对比"，也就是：主页的整体色彩效果应该是和谐的，只有局部的、小范围的地方可以有一些强烈色彩的对比。在色彩的运用上，可以根据主页内容的需要，分别采用不同的主色调。因为色彩具有象征性，例如：嫩绿色、翠绿色、金黄色、灰褐色就可以分别象征着春、夏、秋、冬。其次还有职业的标志色，例如：军警的橄榄绿，医疗卫生的白色等。色彩还具有明显的心理感觉，例如冷、暖的感觉，进、退的效果等。另外，色彩还有民族性，各个民族由于环境、文化、传统等因素的影响，对于色彩的喜好也存在着较大的差异。充分运用色彩的这些特性，可以使我们的主页具有深刻的艺术内涵，从而提升主页的文化品位。下面介绍几种常用的配色方案： 1.暖色调。即红色、橙色、黄色、赭色等色彩的搭配。这种色调的运用，可使主页呈现温馨、和煦、热情的氛围。 2.冷色调。即青色、绿色、紫色等色彩的搭配。这种色调的运用，可使主页呈现宁静、清凉、高雅的氛围。 3.对比色调。即把色性完全相反的色彩搭配在同一个空间里。例如：红与绿、黄与紫、橙与蓝等。这种色彩的搭配，可以产生强烈的视觉效果，给人亮丽、鲜艳、喜庆的感觉。当然，对比色调如果用得不好，会适得其反，产生俗气、刺眼的不良效果。这就要把握"大调和，小对比"这一个重要原则，即总体的色调应该是统一和谐的，局部的地方可以有一些小的强烈对比。 最后，还要考虑主页底色（背景色）的深、浅，这里借用摄影中的一个术语，就
１．广义建筑学的基本概念与内涵 (1)基本概念 所谓广义建筑学,即与传统意义或狭义相对照，其研究领域和内涵有所扩大，其研究方法从注重个体或微观发展到更注重宏观和整体，把相关的学科融入其中(城市规划学、风景园林学），强调“整体观”和“辩证统一观”。 （2）基本内涵 其内涵为:通过城市设计的核心作用,把城市与建筑、建筑与地景、建筑与生态融为一体。 2. 建筑的双重功能性 一是使用功能,二是精神满足，二者缺一则不能称之为真正意义上的建筑。 3. 建筑有两种主要的需求：一是具有使用者的要求，二是社会、城市的要求。 ４. 建筑的基本特征：空间性、实用性、物质性、审美性 5.建筑的空间性问题 空间是建筑的本质,是建筑的生命。建筑物内部或周围的所有区域都是具有空间定义的容量。建筑空间有两种类型：一是内部空间——由建筑物本身所形成。 二是外部空间——即城市空间，是由建筑物和他周围的环境所构成。建筑空间有六种构成方式：(会理解和判断某种建筑用了那些空间构成方式） （1）围合 ①形成:用墙体(实墙、花墙)、栏杆、列柜、篱笆及其它的物质形式围合成的一定的空间，被围部分与其外部就有了区分。 ②特点： 这种空间的区分随隔围物体的形式可以产生各种不同围的方式或强化或弱化或随意或是有一种隔而不断的感觉。 ③应用：建筑物的内部空间、各种半室外空间等． (2）覆盖 ①形成：在空间的上部设置一个面积性的物体,那么其下部便形成一个空间。这种空间垂直方向的限定性很强，水平方向的限定性很弱。如亭子、雨伞、凉棚等。 ②特点:是行为的自由,并有某种关怀、保护、庇护等作用(因为人们往往对来自上方的袭击是很担心的）。覆盖物的大小和高度是覆盖强度的两个要素。 ③应用:如雨棚、亭子、阳台、室外走廊等 （3)凹凸 ①形成 凸起一个平台也是一种空间的限定方式。这种限定会随着凸起物的增高而增强,同理,“凹入”地面也是一种空间的限定方式。 ②特点： 凸起的性质是“显露”的，显示地位或权势的高大,可增强或烘托建筑的气势。 凹入则与凸起刚好相反，它是“隐藏性”的有安全感，两者刚好是一露一藏。 ③应用： 凸起多用于纪念性建筑当中,如纪念碑前的台子……和大型公共建筑前的平台; 凹入多用于地下通道、城市人防工程、下沉式广场等。 （4)设立 ①形成:这种空间形式是意象性的，而且空间的边界是不确定的，设立和围着好是相反的情形，如果一种叫做正空间(positive),则另一种叫负空间(negatｉｖe)。 ②特点：与围对应,围是物体包围或限定空间,而设立则是空间包围着限定物，而且空间的边界模糊，
平面设计的基础理论 平面设计的基础理论 平面设计通常中指通过印刷过程，以印刷加工为载体的设计，因此又称为印刷设计。形式大致包括海报设计、书籍杂志的状帧设计、商标设计等，随着计算机网络技术的发展，网页的设计也被属于平面设计。 随着计算机技术的发展及印刷技术的进步，平面设计在视觉感观领域的表现也越来越丰富，这对今天的平面设计都提出了空前的挑战，也为平面设计者提供了更为广阔的发展窨。从技术上讲，平面设计者不仅要掌握传统的设计工具，如画笔，绘图笔和相应的度量工具等，更要掌握电脑和绘图软件等现代化的设计工具及相关的印刷技术工艺知识，因为这种非常高效、高质量、便利的工具将被广泛地应用。虽然现代技术的发展使设计变得更加简单，容易，但设计者的创造性和个性仍是设计中最为关键的。 平面设计的基本功 昨天下午，北服-佛莱士国际学院电脑美术设计专业的五位应届毕业生来工作室参观。他们中可能会有一或二位学生在今后的三个月里来工作室实习。这五位青年的导师詹姆士(James Blair Thompson)希望他们在今后的工作中能继续学习到有关设计的实用知识。 五位青年对工作室很感兴趣，东瞧西看了一大阵子，最后聚到我的办公室里说话，向我提了许多有关设计与印刷的问题。在他们提出的诸多问题中，什么是平面设计的基本功最令我难答，我敷衍了他们后出于兴趣考虑起来，终于觉得在找一个没有定律的答案。 从多年来破碎的经验中搜寻了一大圈，拣出了一些教训，的确要在基本功里解决。 首先每每在我聘请助手的时候，没有电脑障碍是我的第一个要求，这一定算是基本功。我见过许多自认为是精通电脑的设计师，但一出手我就认定他们的技术来自口耳相传，随时给自己的工作埋设炸弹，这些设计师的自信无疑会将他们不懂电脑的老板送向破财之路。当然，我每天都要求我的设计助手们不依赖电脑，这并不自相矛盾。不依赖绝不是说可以不懂，毕竟在我们工作中，从设计到印刷的每一道工序都需要电脑的帮助。今天看这一问题就象画家不会用笔的道理是一样的。 其次，对印刷知识的匮乏阻碍了许多平面设计师的发展。因为不了解，许多设计师认为自己的设计就是电脑屏幕上的样子，这很危险，因为技术的原因，它与实际的输出效果还有较大的差距。不熟悉印刷的特性与缺陷，许多设计师在做设计的时候不断地给印刷找麻烦，设置障碍，这很愚蠢。平面设计师需要了解的印刷知识有许多，比如说各种品牌印刷机的性
绪论 1．如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 第一章 填空 1．被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是意大利威尼斯圣马可广场。2．室外空间环境的形成，一般考 虑．．．． 和。 3．《园冶》的作者是计成。 选择 1．创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即在的因素和外在因素。下列哪项属于外在因素。（BCD ） A．公共建筑本身的功能B．周围环境C．地段状况D．城市规划2．公共建筑前面往往后退一段距离，形成开敞的室外场地，其主要用途是（B ） A．供人们观赏主体建筑之用B．用来疏散人流 C．供人们活动用D．作停车场地 3．创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即在的因素和外在因素。下列哪项属于在因素。（ABC ）
A．公共建筑本身的功能B．经济C．美观D．城市规划 4.作为优秀的建筑总体布局的例证和典，被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是（D ） 。 A．卢浮宫B．圣彼得大教堂 C．罗马图拉真广场D．意大利威尼斯圣马可广场问答题 1．简述室外环境的空间与场所关系。 （一）开敞场地(集散广场) 人流．车流流量大，交通组织复杂，如影剧院．体育场馆．铁路客运站等，艺术处理要求较高。 （二）活动场地如体育馆．学校．幼儿园等需要设置运动场．球场．游戏场等，位置应靠近主体建筑的主要空间及出入口。 （三）停车场地包括汽车停车场与自行车停车场。位置一般要求靠近出入口并防止影响建筑物的交通与景观，节约用地可以设置地下停车场。 （四）其他场地如杂务院．锅炉房．厨房等。单独设置出入口，位置尽量隐蔽。 2．在公共建筑室外空间环境的组合问题上，值得借鉴的经验有那些？或如何组织公共建筑室外空间环境。 1）从建筑群的使用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用道路．广场等交通联系手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理。
附件1-2 重庆工业职业技术学院教案 课题概述工业产品专题设计课时 2 教学目标和要求教学目标：了解并熟悉产品专题设计的基本知识 教学要求：通过讲授使学生了解工业产品专题设计的基本概念，总结工业设计发展方向。 教学重点和难点重点：产品设计的定义、产品设计的发展趋势难点：产品设计的发展方向分析。 授课内容与教学过程设计一、课程基本内容 1．介绍广义设计的诸多定义：（讲解+思考）共40分钟 一种针对目标的问题求解活动，将人为环境符合人类的社会心理、生理需求过程从 现存事实转向未来可能的一种想象跃进；一种创造性活动——创造前所未有的、新颖 而又有益的东西；一种构思与计划，以及把这种构思与计划通过一定的手段符号化的 活动过程；建立在一定生产方式上的造型计划。使人造物产生变化的活动 一种社会—文化活动；对一批特殊的实际需要的总和，得出最恰当的答案；实现信念 的一种非常复杂的行动；一种约定俗成的活动，是在规定和创造将来完成委托人的要 求、目标，获得设计师与用户均能满意的结果；一种研讨生活的途径综合社会的、积 极的、及时的、心理的、生理的、人类学的、艺术的各种形态的特殊的美学活动及其 产品。 1970年国际工业设计协会联合会ICSID(International Council of Societies of Industrial Design) 为工业设计下了一个完整的定义： 工业设计，是一种根据产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特 质，不单指物品的结构，而是兼顾使用者和生产者双方的观点，使抽象的概念系统化， 完成统一而具体化的物品形象，意即著眼于根本的结构与机能间的相互关系，其根据 工业生产的条件扩大了人类环境的局面。 2.产品设计定义: 1980年，ICSID修正了工业设计的定义：就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识，经验及视觉感受赋予材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工以及装饰 以新的品质和规格，叫做工业设计。 基于以上，逐渐形成了一种更简单，也更容易被人理解和接受的工业设计概念： 以系统的方法，以合理的使用需求，健康的消费，以启发人人参与的主动行为，来创 造新的生存方式和生活方式。 这个概念清晰地表明工业设计的目的:就在于为人类设计更合理、更美好的生存方式。 3.发展（讲解+思考+提问）共40分钟 当人类第一次把石头当作做工具时，第一次装饰洞穴设计就开始了。实际上，工 业设计，至今已有250多年。由于历史的原因，在我国比较系统地引进工业设计的理念、方法30多年中，前20多年发展缓慢。随着科学发展观的贯彻落实，转变发展方式的需求，十年工业设计，发展的步伐大大加快。胡锦涛总书记、吴邦国委员长、温
公司产品可分为自主开发设计产品和OEM类产品。 自主开发设计产品 公司根据市场的需求，开发出符合消费者要求的产品。随着消费者对产品要求的不断提高、市场竞争越来越激烈，这就要求设计人员设计出来的产品在外观结构、功能方面有独到之处。在设计过程中不断优化改进产品，在保证产品质量的前提下尽可能降低产品的成本，为公司创造最大的利润。自主开发设计产品包括公司自有品牌产品、帖牌产品、定制产品。 OEM产品 OEM原来是指由客户提供所有的技术资料和图纸，制造商仅负责生产的模式。现在所讲的OEM其实已经包括ODM，即客户提供外观、对功能提出要求，制造商根据要求进行设计、生产产品。 OEM类产品尽可能按客户的要求设计和生产产品，只有在客户的要求不合理的情况下，经与客户协商，在得到客户的同意下才能进行进一步的开发设计。OEM类产品只有在得到客户的最终确认以及本公司能批量生产才表示整个开发过程完成。 一、塑胶件 塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。 常用塑料介绍
常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM等，其中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC；显示屏采用PC，如采用PMMA则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用HIPS和ABS做外壳，HIPS因其有较好的抗老化性能，逐步有取代ABS的趋势。 常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC料都有较好的表面处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD与IML的区别及优势: 1.IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC. 2.IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上 3. IMD是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂 1.1 外形设计 对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。 即面壳缩水率一般比底壳大0.1% 1.2 装配设计 指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。
[基础理论]平面设计基础知识 平面设计基础 创建每个多媒体项目都会包含图形元素:背景、人物、界面、按钮...，多媒体产品不能缺少直观的图象，就象报刊离不开文字一样，图形是多媒体最基本的要素。 在电脑美术这个广泛的空间里，虽然美的含义是相同的，但是在不同的领域中创作的角度及方式是有区别的。例如:平面始终是基于一个视图工作，而三维要在顶视图、正视图、侧视图及透视图来创作编辑物体。平面侧重于构图、色彩及表达的思维主旨，三维则侧重于模型、材质、动画、场景、情节等。 因此，平面设计的目标就是:创造出富有生命力的图形物体形态。 其过程是复杂的，包括: a(创造力动感 ; b(创造对外力的反抗感; c. 创造生长感;
d(创造整体感; e(打破朦胧感等。 当今，有一点可以肯定的是，设计的领域在扩大，这是一个需要设计的世界。拒最新的统计资料显示，中国目前已有正规的设计学院教学机构700多所，并且还在不断的增加当中。就学人数则呈倍数增长，这使本以师资力量和质量缺乏的设计教育更是疲于应付，力不从心况且中国本身并不具备理论方面的基础，对设计的理解和认识水平太底造成设计教育水平低劣的事实，设计师成为没有原则惟利是图的九流之辈。并间接对我们的生存空间造成巨大的视觉污染。谁为我们的视觉空间负责,～ 本文虽从大设计概念出发，但在论述过程当中更偏向于平面设计方向，总结设计、平面设计的知识结构，平面设计的技巧，平面设计的设计元素，平面设计的手法，平面设计的风格等等，根据我个人的认识，并结合很多资料，进行一些浅显的讨论，目的是为了能够揭示设计的基本问题及核心精神。对设计师个人起着普遍意义和作用的问题的总结，使设计人员能够明白这一职业自己的知识结构、素养、原则、职业道德、责任等等。 论文中的内容，为避免教条化，请考虑到理论与实践当中的差距作为对设计的认识、思维的方法论，其只具有一般性的指导作用。 第一章:理解平面设计 了解设计的定义和概念将是了解设计的第一步，有助于了解我们作为一名准平面设计师的职责范围。 第一节:平面设计的正名与分类
住宅建筑设计原理 第一章住宅套型设计 住宅的定义：住宅是人类为了满足家庭生活的需要所构筑的物质空间，它是人类适应自然、改造自然的产物，并且伴随人类的进步逐步发展起来。 户型：户型是根据住户家庭人口构成(如人口规模、代际数和家庭结构)的不同而划分的住户类型。 套型：套型是指为满足不同户型住户的生活居住需要而设计的不同类型的成套的居住空间。 核心户：一对夫妻及其未婚子女组成的家庭。 主干户：一对夫妻及其已婚子女和孙辈（一个家庭）所组成的家庭。 联合户：一对夫妻及其已婚子女和孙辈（多个家庭）所组成的家庭。 家庭生活行为模式：家务型、休养型、交际型、家庭职业型、文化型 住宅室内采光标准 每户至少应有一个居室在大寒日保证一个小时以上的日照（以外墙窗台中心点计算）。房间直接天然采光标准通常以侧窗洞口面积与该房间地面面积之比（窗地比）进行控制。 套型各功能空间设计 一套住宅的功能空间可归纳为划分为居住、厨卫、交流及其他三大部分。 居住空间 居住空间可划分为卧室、起居室、工作学习室、餐室 卧室：主卧室适宜的面积大小在9~15㎡之间，次卧室适宜面积在5~12㎡之间。 卧室空间尺寸应恰当，开间应大于，开间和进深的比值应小于1/2。应有直接采光，自然通风，良好景观，尽量选择南向。卧室与卧室间不应穿越。 主卧室应提供住户多种床位布置选择，其房间短边最小净尺寸不宜小于3000mm。次卧室短边最小净尺寸不宜小于2100mm。 起居室：起居室适宜的面积在10~25㎡之间，其房间短边最小净尺寸宜在3000mm以上。 起居室应当相对封闭，有直接采光和自然通风，起居室门洞布置应综合考虑使用功能要求，减少直接开向起居室的门的数量。 工作学习室：工作学习室的短边最小净尺寸不宜小于2100mm。 餐室：餐室最小面积不宜小于5㎡，其短边最小净尺寸不宜小于2100mm。另外，应注意房间平面的长、宽尺寸比例，一般控制在1:以内为宜，避免空间给人带来狭长感。 门的设置与家具布置 房间门：房间门的尺寸既要考虑人的通行，又要考虑家具搬运。其户门、起居室门和卧室门洞口最小宽度不应小于900mm，厨房门不应小于800mm，卫生间门不应小于700mm。 当进卧室的门位于长边墙时，宜靠中段布置，或靠一侧布置，留出500mm以上的墙段，使房间四角都有布置家居的可能。 阳台门：阳台门的大小一般仅考虑人员通行尺寸，因无大型家具搬运，其门洞口最小宽度不应小于700mm 窗的设置与家具布置 通常窗下口（窗台）高度距地面900mm左右，窗洞高1500mm左右。窗在房间中的位置宜靠房间中部，且最好有一外墙段宽度在900~1400mm，以满足布置家具和床位的可能。 居住部分空间设计与处理 据资料分析，在一般住宅内，层高每降低100mm，造价可降低1%~3%。
室内设计基础知识
第一章绪论 第一节建筑装饰材料的作用 1.外墙材料：美化、保护作用，{玻璃幕墙—冷 房效应，中空玻璃—绝热隔音防结 霜，千思板—抗紫外线，铝板—防 腐蚀}； 2.室内材料：吊顶+墙+地面 第二节建筑装饰材料的分类和基本性能 1.按化学成分分类 黑色金属不锈钢、彩色不锈钢 金属 材料 有色金属铝与铝合金、铜及铜合金、金、银 无机材料天然饰面石材：天然大理石、天然花岗石非金 属材 料 陶瓷装饰制品：釉面砖、彩釉砖、 玻璃装饰制品：吸热玻璃、中空玻璃、镭射 玻璃（光栅玻璃）、压花玻璃、彩色玻璃、 空心玻璃砖、压膜玻璃、镜面玻璃、夹丝玻 璃（防碎防火防盗） 石膏装饰制品：装饰石膏板、纸面石膏板、 嵌装饰石膏板、装饰石膏吸声板、石膏艺术
制品 白水泥、彩色水泥 装饰混凝土：彩色混凝土路面砖、水泥混凝 土花砖 装饰砂浆 矿棉、珍珠岩装装饰制品、矿物棉装饰吸声 板、玻璃棉装饰吸声板 有机材料木材装饰制品：胶合板、纤维板、细木工板、旋切微薄木、木地板 竹材、藤材装饰制品 装饰织物：地毯、墙布、窗帘类材料 塑料装饰制品：塑料壁纸、塑料地板、塑料 装饰板 装饰涂料：地面涂料、外墙涂料、内墙涂料 复合材料有机与无机 复合材料 人造大理石、人造花岗石 金属与非金 属复合材料 彩色涂层钢板、塑铝板2.按装饰部位分类 分 类 部位材料举例
外墙外墙、阳台、 台阶、雨篷 等建筑物全 部外露部位 装饰所用材 料 天然花岗石、陶瓷装饰制品、玻璃制品、地面 涂料、金属制品、装饰砂浆、合成建筑装饰材 料 内墙内墙面、墙 裙、踢脚线、 隔断、花架 等内部结构 壁纸、墙布、内墙涂料、织物饰品、塑料饰面 板、大理石、人造石材、陶瓷地砖、木地板、 塑料地板、复合材料 地面地面、楼面、 楼梯等 地毯、地面涂料、天然石材、人造石材、陶瓷 地砖、木地板、塑料地板、复合地板 顶棚室内及顶棚 等 石膏板、矿棉装饰吸声板、珍珠岩装饰吸声板、 玻璃棉装饰吸声板、钙塑泡塑装饰吸声板、聚 苯乙烯泡沫塑料装饰吸声板、纤维板、涂料、 金属材料 3.材料基本性能 密度（q=G/V，G为干燥时的质量，V为绝对密 实状态时的体积）、孔隙率、强度、 含水率 第三节建筑装饰材料选用原则 1.原则
根据国际工业设计协会联合会对设计师的定义“工业设计师是受过训练，具有技术知识、经验和鉴赏能力的人；他能决定工业生产过程中产品的材料、结构、机构、形状、色彩和表面修饰等。设计师可能还要具备解决包装、广告、展览和市场等问题的技术知识和经验”，①来论述，何为一个成功的工业设计师，一个优秀的工业设计师应具备一些什么样的素质。关键词：工业设计师、基本素质、知识结构、通才、 工业设计从20世纪70年代末引入我国，到现在已有20多年时间了。伴随着中国经济的发展，中国的设计业从传统的工艺美术中脱离出来，逐渐成长并且发展壮大。中国的设计业经过了一个又一个的热点，然而奇怪的是，作为设计基础和核心的工业设计却始终默默无闻，不为许多企业家和大众所知。面对如此尴尬景况，从事工业设计行业的工业设计师们是如何应对的呢，他们需要具备一些什么样的素质才能自如地应对呢，这正是本文所要阐述的问题。 §1工业设计师的基本素质 工业设计被称为“技术与艺术的统一”。作为工业设计科学技术性的一面，它涉及到自然科学和社会科学的众多的学科领域，包括材料学、数学、仿生学、生理学、光学、色彩学、声学、人体工程学以及工艺学、环境工程学、信息工程学、哲学、技术经济学、市场学、心理学、价值工程学、系统工程学、生态学等等；作为工业设计艺术性的一面，它涉及到美学、技术美学、审美心理学、符号学、技术学特别是技术艺术的理论等等。上述所有学科都在工业设计中起着各自的作用，而工业设计则是综合上述学科来创造功能与审美外观统一的创造性的活动。[1] 理论上讲，工业设计师的知识结果属于通才型。他们的知识围往往涉及自然科学、社会科学和人文科学各个领域，将不同的学科知识有机地组织起来，才能具有处理设计中各种复杂因素的综合能力。但人掌握知识的能力总是有限的，不可能在每一个领域都成为专家。工业设计师的知识由于涉及面的广，对许多学科知识的掌握不可能深，只是对许多学科的应用性质有所了解，而以对“问题”的观察能力、综合比较能力、系统处理问题的能力见长，但工业设计师还必须善于与不同学科的专家携手合作、讨论，因为任何问题的判断和解决仅靠设计师一种人是无法胜任的。优秀的设计师应有合理的知识结构和扩延知识的能力以及善于合作的能力，最终要能够适度、适时、适场合地表达对问题的理解、限定、处理、组织、评价的能力。[2] 然而我们要在四年本科的学习中了解以上所有的学科是不可能的，也是不现实的。但如果我们想做一个成功的工业设计师，就需要有良好的技术背景和艺术背景，需要广博的知识，需要良好的理解力和悟性，这样才能适应多变的工作环境，培养良好的判断力。想做一个成功的工业设计师，就需要有敏锐的观察力，善于发现问题，善于创造性地解决问题。 设计师需要的不是死的知识，而是多学科的文化素养、合理的知识结构。国外对设计师知识结构作了这样的测定： 30％的科学家（要了解科学技术的发展） 30％的艺术家（要有好的审美能力） 10％的诗人（要有创造的激情） 10％的商人（要了解商业的需要） 10％的事业家（要把设计当作一生的事业） 10％的推销员（要了解用户的心理和需要） 这是对设计师很高的要求。实际上，设计师的一生都需要不断地学习。设计师必须活到老，学到老，因此要具备很好的自学能力。[3]