基于势流理论和粘性流理论的螺旋桨水动力性能分析
螺旋桨水动力性能预报经历了升力线、升力面、面元法以及基于求解RANS方程的CFD方法几个阶段。升力线方法过于简化导致求解精度不够，升力面在升力线的基础上有所进步但由于其是建立在薄翼理论基础上的，不能精确地描述螺旋桨的几何外形以至于不能正确的预报桨叶压力分布和空泡性能，其计算精度也不能令人满意。面元法能很好地处理桨毂、导边及桨叶上的空泡影响，更精确地描述复杂的螺旋桨几何外形，克服升力线和升力面的不足，对复杂的翼身结构作了更为精确的离散化处理，同时消除升力面理论中薄翼假设带来的导边奇性，更精确地预估导边附近和剖面较厚处的压力分布并能计及桨毂的存在及桨毂对螺旋桨性能和桨叶压力分布的影响。升力面理论的应用日趋完善，面元法和N－S方程的方法已逐渐成为螺旋桨设计与水动力预报的主流，特别是能提供桨叶表面流动精细描述的CFD方法。虽然升力面和面元法能成功的预报螺旋桨在稳定流和非稳定流中的水动力性能，但是这些理论方法都是建立在势流的基础上，计算过程中忽略了粘性影响，因此在工程应用中需要对设计和计算结果进行粘性修正。由于势流理论忽略粘性力导致我们在研究尺度效应对实船的影响、空泡与黏性流的非线性相互作用、螺旋桨桨叶表面边界层和尾流涡的结构与力学机理等问题时都无法给出定量的计算结果，特别是势流计算方法无法捕捉桨叶附近的细节流动如桨叶随边涡的结构，严重影响了螺旋桨性能的预报精度。基于RANS方程的计算流体力学方法为上述问题的解决提供了有效地解决方案。
求解RANS方程的商业软件相继出现并不断完善，很明显在螺旋桨水动力性能数值预报方面CFD方法已成为主流研究方向。对湍流模式、网格生成、近壁面模型等CFD关键问题不断改进后，CFD代码分析复杂流动的能力大幅提高。尽管如此，涉及物理模型的逼真度、数学理论以及如何选择基准检验试验验证方案等复杂问题时，CFD方法还存在一定的不确定性，成为CFD研究领域中极具挑战性的前沿课题。CFD发展至今，虽然RANS，LES和DES等粘流方法在流场预报方面开始起主导作用，但势流理论的方法仍是螺旋桨设计和计算中最常用的工具。应该指出，紧急倒车工况下推进器的性能预报最具挑战性，RANS方法不能模拟此时出现的强非定常瞬态分离流，新近发展的LES方法已能实现对紧急倒车敞水螺旋桨的模拟，目前正在向船后桨模拟发展。
RANS粘流方法在螺旋桨水动力预报上有以下几方面的应用：
1）尺度效应
螺旋桨敞水试验必须满足的相似准则是进速系数J、雷诺数Re、弗氏数Fr和相对潜深Hs都属于限制参数，由于不能同时满足全部相似准则只能根据试验特点满足主要的相似准则，造成模型试验与实际流动情况的差异，这就产生了粘性尺度效应，实践中有很多根据经验得出的方法可用来修正实验结果，但一般都不具有代表性。估计尺度效应的大小，寻求减小或修正尺度效应的方法成为螺旋桨水动力研究的一个重要课题。
2）空泡与诱导脉动压力
螺旋桨空泡特性与其激振力、辐射噪声、桨叶剥蚀及诱导脉动压力等有直接联系，在螺旋桨性能预报中非定常螺旋桨的空泡特性显得尤为重要。各类空泡现象，如局部片空泡、片状超空泡、泡空泡、云空泡和梢涡空泡等，所采用的数值计算方法主要有经验方法、升力面方法面元法和欧拉方程组等势流方法，以及带单相和多相模型的RANS方程组和各种方法的耦合。此外，LES方法和DES方法对改善空泡起始和非定常空泡模拟精度的作用开始凸显。但总体上讲，除片空泡图形外，其他空泡类型和空泡性能的模拟，目前的计算方法都存在不足之处目前，螺旋桨空泡与脉动压力试验技术进展不大，空泡现象和效应的量化测试和结果仍然很不理想。CFD的应用有望解决这个问题，在空泡计算方面，带单相和多相模型的CFD方法以及气泡动力学与粘流理论组合的空泡起始预报方法颇具发展潜力，而空泡诱导脉动压力的预报仍无合适的数值方法，一种基于无粘可压缩波动方程的预报方法正处于发展起步阶段，或许有助于问题的解决。
空泡诱导脉动压力也是一个重要的研究课题，空泡诱导脉动压力强烈依赖于空泡的间断性，以及梢涡空泡的动力特性和空泡统计特征，故船体表面脉动压力测量除了正确模拟伴流场之外，还必须伴随相应的空泡观测。尽管目前表面空泡区域的计算方法已较成熟，但其诱导脉动压力仍不具备预报能力，而其他类型空泡诱导脉动压力的数值预报则更成问题，故而现在的预报几乎均靠模型试验加上经验方法来实现。
3）非常规螺旋桨性能
非常规螺旋桨主要指导管桨、部分导管桨、前或后定子桨、端板桨、割划桨和Z形驱动桨等，特别是对半潜桨（SSP）与表面切入桨（SPP）以及吊仓式螺旋桨推进器（POD）的研究与应用。由于螺旋桨及其部件与船体相互作用的物理机制不是很清楚，因而常规预报方法在预报精度上存在很大的误差，所以必须研究新的预报方法。CFD技术有助于了解相互干扰的物理机制，这方面的研究已经取得了很大突破。吊仓式螺旋桨推进器（POD）在近几年发展迅速，与其相关的推进和空泡性能预报、非设计工况的水动力载荷及特殊应用如冰区航行、混合推进方式中的水动力学问题逐渐成为热点研究课题。虽然CFD的方法在研究吊仓式螺旋桨推进器的空泡性能，包括吊舱姿态、伴流、大转角和动态操作影响时表现出一定的优越性，但在研究其非设计工况下的性能如螺旋桨力和其他动力效应，包括桨叶水动力及其在吊舱室上诱发的大窄带脉冲载荷和船的横摇及航向稳定性等时CFD预报效果也十分有限，这个问题还亟待解决。
4）船/桨/舵及附体相互干扰流动的水动力研究
某些特殊情况下，舵表面会产生一个“负拉力”，如果能充分利用这种现象就能大大降低整船的阻力。另外，除了从舵设计方面考虑推进效率外，空化也都是需要考虑的问题。高功率集中的龙叶螺旋桨需要在运行效率和船体表面辐射压力二者之间维持1种平衡，这种类型的桨经常产生强烈的、空化梢涡和尾涡现象，而这些涡的存在会破坏舵的表面，导致油漆脱落、表面
腐蚀。除此之外，流动的切向分量从螺旋桨分离时对舵和螺旋桨叶片形成大攻角空化侵蚀。由于船体、螺旋桨、舵及其附体的共同存在，使得船体尾部流场变得异常复杂，已经不能简单的用螺旋桨的敞水性能来衡量桨的水动力性能，需要综合考察尾部流场状况，权衡影响。意大利学者RobertoMuscari，AndreaDiMascio采用运动重叠网格技术对INSEANE1607螺旋桨实际工作环境进行的细致研究，将桨置于实际船体尾部，并且考虑了舵的影响。与此同时也计算了独立桨的敞水性能，二者比较来看位于船体尾部的螺旋桨表面压力分布与敞水桨表面压力分布有很大差异，水动力性能发生了较大变化，由此看来，将船体、桨、舵及相关附体作为一个整体来研究是很有必要的。
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性 关于使用螺旋桨作为船舶推进器的思想很早就已确立，各国发明家先后提出过很多螺旋推进器的设计。在长期的实践过程中，螺旋桨的形状不断改善。自十九世纪后期，各国科学家与工程师提出多种关于推进器的理论，早期的推进器理论大致可分为两派。其中一派认为：螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致，所以可通过水之动量变更率来计算推力，此类理论可称为动量理论。另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力，据以计算整个螺旋桨的推力和转矩，此类理论可称为叶元体理论。它们彼此不相关联，又各能自圆其说，对于解释螺旋桨性能各有其便利处，然亦各有其缺点。 其后，流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨，解释叶元体的受力与水之速度变更关系，将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。从环流理论模型的建立至今已有六十多年的历史，在不断发展的基础上已日趋完善。尤其近二十年来，由于电子计算机的发展和应用，使繁复的理论计算得以实现，并促使其不断完善。 虽然动量理论中忽略的因素过多，所得到的结果与实际情况有一定距离，但这个理论能简略地说明推进器产生推力的原因，某些结论有一定的实际意义，故在本章中先对此种理论作必要介绍，再用螺旋桨环流理论的观点分析作用在桨叶上的力和力矩，并阐明螺旋桨工作的水动力特性。至于对环流理论的进一步探讨，将在第十二章中再行介绍。 §3-1 理想推进器理论 一、理想推进器的概念和力学模型 推进器一般都是依靠拨水向后来产生推力的，而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度(通常称为诱导速度)。显然推进器的作用力与其所形成的水流情况密切有关。因而我们可以应用流体力学中的动量定理，研究推进器所形成的流动图案来求得它的水动力性能。为了使问题简单起见，假定： （1）推进器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)。 （2）水流速度和压力在盘面上均匀分布。 （3）水为不可压缩的理想流体。 根据这些假定而得到的推进器理论，称为理想推进器理论。它可用于螺旋桨、明轮、喷水推进器等，差别仅在于推进器区域内的水流断面的取法不同。例如，对于螺旋桨而言，其水流断面为盘面，对于明轮而言，其水流断面为桨板的浸水板面。 设推进器在无限的静止流体中以速度V A前进，为了获得稳定的流动图案，我们应用运动 260
内容简介：设计分型面及拆模，涵盖的主题塑料模具设计的基础入门书籍，着重于说明如何以Pro/E本书为Pro/E Pro/E）模具设计的简介及前置作业：说明模具设计的操作界面及基本流程、零件的破面修补、零包括：（12）零件及工件的设置：说明一模一穴及一模多穴的零件配置、收缩率的设置、件的厚度及拔模角检测；（3）分型面设计：说明分型面设计的基本概念、分型工件的自动化创建、工件的几何形状、工件的设置；（线的产生、以阴影曲面创建分型面、以裙边曲面创建分型面、以手动方式创建分型面、靠破孔填补、一模/ /镶件4）拆模：说明拆模的运作机制、凹模/
凸模多穴的分型面设计、对称件与非对称件的分型面设计；（滑块等不同模具零件的拆模方法、成型件的产生、开模过程的动态仿真及干涉检测。书中以简洁的文字说明，辅以流程图及示意图，阐述上列各主题的基本概念及用法，书中同时提供为Pro/E模具设计。数众多的实务案例，让读者通过不同题型的练习来熟悉三维零件的英文版），随书附赠由林清安教4.0中/5.0本书以Pro/E野火中文版及英文版来编写（也适用于野火3.0及学习Pro/E教学光盘，详细说明书中实务案例的Pro/E逻辑思考及操作步骤，让读者的授亲自录制的Pro/E之路快速、顺畅、扎实。进行塑模设计，本书也适合作为大专院校“计算机辅助设计”、业界人士可以利用本书学习如何以Pro/E“模具设计”等相关课程的教学或实习教材。 未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书的部分或全部内容。版权所有，侵权必究。 ）数据图书在版编目（CIP. / 林清安编著野火5.0 中文版模具设计基础入门完全精通Pro/ENGINEER ISBN 978-7-121-12744-1 开发院）2011.3（Pro/E 北京：电子工业出版社，Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 ①模具－计算机辅助设计－应用软件，Ⅲ. I. ①完…Ⅱ. ①林…TG76-39 ①Ⅳ. 001996 号CIP 数据核字（2011）第中国版本图书馆 鸲责任编辑：杨 印刷：北京天宇星印刷厂订：三河市皇庄路通装订厂装出版发行：电子工业出版社100036 173 北京市海淀区万寿路信箱邮编： 开本：850×1168 1/16 印张：25.75 字数：824 千字彩插：4 印次：2011 年3 月第1 次印刷 印数：5 000 册定价：59.80 元（含光盘1 张） 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系， 联系及邮购电话：（010）88254888。 版侵权举报请发邮件至dbqq@https://www.doczj.com/doc/b68441236.html,。质量投诉请发邮件至zlts@https://www.doczj.com/doc/b68441236.html,，盗服务热线：（010）88258888。 前言： Pro/ENGINEER 自1988 年问世以来，二十多年间已成为全世界及大中国地区最普及的 三维CAD 系统。Pro/E 在今日俨然成为三维CAD 系统的标准软件，广泛应用于3C 产品、 汽车电子、通信、机械、模具、工业设计、机车、自行车、航天、家电、玩具等各行业。 Pro/E 是个全方位的三维产品开发软件，整合了零件设计、零件装配、产品设计、钣金设 计、塑料模具设计、冲压模具设计、工程图制作、公差分析、造型设计、NC 加工、机构 设计/分析、动态仿真、动画制作、铸造件设计、逆向工程、自动量测、结构分析、热流分 析、简易模流分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于一体，模块众多，且学习不 易。有鉴于此，笔者乃凭18 年来利用此软件进行多项实务设计、加工与开发的经验，以 及多年来研究/教学的心得，撰写一系列的Pro/E 书籍，借以提供给各公司应用此软件的工 程师及各大专院校攻读CAD 课程的同学一个学习的渠道。 本书为Pro/E 塑料模具设计的基础入门书籍，着重于说明如何以Pro/E 设计分型面及 拆模，涵盖的主题包括： 1. 模具设计的简介及前置作业：说明Pro/E 模具设计的操作界面及基本流程、零件的破面修补、零件的厚度及拔模角检测。
西安理工大学高等技术学院 《模具CAE》课程标准 学时：48学时 学分：4学分 适用专业及学制：三年制高职模具设计与制造专业全日制 编制：刘航 审定：机电工程系 批准日期：2016年7月 一、课程定位 本课程是模具设计与制造专业的一门选修课。是《模具CAD/CAM》课程之后的进一步提高。本课程标准依据《模具设计与制造岗位职业标准》和《模具专业人才培养质量标准》而制定。二、课程教学目标 通过项目导向、任务驱动的方式、采取大量的动画、图片、实例分析案例进行教学方法培养学生具备从事模具设计与制造相关岗位所必需的方法能力、社会能力、专业能力以及工作岗位的适应能力。本课程与前修课程《塑料模具设计》课程相衔接，共同培养学生运用CAD/CAE/CAM进行模具结构设计和注塑工艺的优化能力；与后续课程《模具设计与制造综合实训》、《毕业设计》等课程相衔接，共同培养对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化的能力1.知识目标 1）使学生能够系统地学习与掌握模具设计与制造方面的相关知识； 2）使学生能够系统地学习与掌握模具的各种典型结构设计的相关知识； 3）使学生能够系统地学习生产实际中常用的几种计算机辅助设计和制造软件的操作基本知识。 2.能力目标 1）能够熟练地使用常用计算机辅助设计软件完成模具产品零件的成型分析工作，并掌握计算机辅助设计软件的基本操作技能； 2）具备与企业沟通并根据企业要求对模具产品进行设计、分析、加工的能力；
3）具备产品的收集、整理的能力；能熟练软件操作；能独立完成模具零件设计、分析与制造。 3.素质目标 1）能够把理论知识与应用性较强实例有机结合起来，培养学生的专业实践能力。同时使学生对专业知识职业能力有深入的理解，尤其使学生对计算机辅助设计与制造模具的理念与实际技能有明显提高； 2）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业、乐于吃苦、勇于奉献与团队合作的基本素质； 3）提高拓展学习模块(课外)，培养学生自学和举一反三的创新思维能力。 三、课程教学单元及学时安排 四、课程教学设计 1．整体教学设计 本课程遵循学生职业能力培养的基本规律，基于模具岗位职业标准和工作过程，以典型模具为载体，在“做中教、做中学”的理念，让学生在完成任务过程中教会学生运用模具CAD/CAM知识完成制品的几何造型、模具结构的三维设计后运用模具CAE进行工程试验、分析、文件生成。为此课程授课过程始终在微机室完成。 2．单元教学设计
螺旋桨概述 1.概念 1.1结构 图1 螺旋桨示意图 图2 螺旋桨结构 螺旋桨由桨叶、浆毂、、整流帽和尾轴组成，如上图所示。 滑失：如果螺旋桨旋转一周，同时前进的距离等于螺旋桨的螺距P，设螺旋桨转速为n，则理论前进速度为nP。也就是说将不产生水被螺旋桨前后拨动的现象，然而事实上，螺旋桨总是随船一起以低于nP的进速V s对水作前进运动。那么螺旋桨旋转一周在轴向上前进的实际距离为h p（＝V s/n），称为进距。于是我们把P与h p之差（P－h p）称为滑失。 滑失与螺距P之比为滑失比： S r＝（P－h p）/P＝（nP－V s）/nP＝1－V s/nP
式中V s/nP称为进距比。 从式中可以得出，当V s＝nP时，S r＝0。即P＝h,也就是螺旋桨将不产生对水前后拨动的现象，螺旋桨给水的推力为零。 因此我们可以得出结论：滑失越大，滑失比越高，则螺旋桨推水的速度也就越高，所得到的推力就越大。 1.2工作原理 船用螺旋桨工作原理可以从两种不同的观点来解释，一种是动量的变化，另一种则是压力的变化。在动量变化的观点上，简单地说，就是螺旋桨通过加速通过的水，造成水动量增加，产生反作用力而推动船舶。由于动量是质量与速度的乘积，因此不同的质量配合上不同的速度变化，可以造成不同程度的动量变化。 另一方面，由压力变化的观点可以更清楚地说明螺旋桨作动的原理。螺旋桨是由一群翼面构建而成，因此它的作动原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化与入流的攻角，使流经翼面上下的流体有不同的速度，且由伯努利定律可知速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同，因而产生升力。而构成螺旋桨叶片的翼面，它的运动是由螺旋桨的前进与旋转所合成的。若不考虑流体与表面间摩擦力的影响，翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力，而在旋转方向的分量就是船舶主机须克服的转矩力。 1.3推力和阻力 以一片桨叶的截面为例：当船艇静止时，螺旋桨开始工作，把螺旋桨看成不动，则水流以攻角α流向桨叶，其速度为2πnr（n为转速；r为该截面半径）。根据水翼原理，桨叶要受升力和阻力的作用，推动螺旋桨前进，即推动船艇前进。船艇运动会产生顶流和伴流。继续把船艇看成不动，则顶流以与艇速大小相等，方向相反的流速向螺旋桨流来，而伴流则以与艇速方向相同，流速为u r向螺旋桨流来。通过速度合成，我们可以得到与螺旋桨成攻角α，向桨叶流来的合水流。则桨叶受到合水流升力dL和阻力dD的作用，将升力和阻力分解，则得到平行和垂直艇首尾线的分力：
《模流分析基础入门》 目录 第一章计算机辅助工程与塑料射出成形 1-1 计算机辅助工程分析 1-2 塑料射出成形 1-3 模流分析及薄壳理论 1-4 模流分析软件的未来发展 第二章射出成形机 2-1 射出机组件 2-1-1 射出系统 2-1-2 模具系统 2-1-3 油压系统 2-1-4 控制系统 2-1-5 锁模系统 2-2 射出成形系统 2-3 射出机操作顺序 2-4 螺杆操作 2-5 二次加工 第三章什么是塑料 3-1 塑料之分类 3-2 热塑性塑料 3-2-1 不定形聚合物 3-2-2 （半）结晶性聚合物 3-2-3 液晶聚合物 3-3 热固性塑料
3-4 添加剂、填充料与补强料 第四章塑料如何流动 4-1 熔胶剪切黏度 4-2 熔胶流动之驱动--射出压力 4-2-1 影响射出压力的因素 4-3 充填模式 4-3-1 熔胶波前速度与熔胶波前面积4-4 流变理论 第五章材料性质与塑件设计 5-1 材料性质与塑件设计 5-1-1 应力--应变行为 5-1-2 潜变与应力松弛 5-1-3 疲劳 5-1-4 冲击强度 5-1-5 热机械行为 5-2 塑件强度设计 5-2-1 短期负荷 5-2-2 长期负荷 5-2-3 反复性负荷 5-2-4 高速负荷及冲击负荷 5-2-5 极端温度施加负荷 5-3 塑件肉厚 5-4 肋之设计 5-5 组合之设计 5-5-1 压合连接
5-5-2 搭扣配合连接 5-5-3 固定连接组件 5-5-4 熔接制程 第六章模具设计 6-1 流道系统 6-1-1 模穴数目之决定 6-1-2 流道配置 6-1-3 竖浇道尺寸之决定 6-1-4 流道截面之设计 6-1-5 流道尺寸之决定 6-1-6 热流道系统 6-2 流道平衡 6-2-1 流道设计规则 6-3 浇口设计 6-3-1 浇口种类 6-3-2 浇口设计原则 6-4 设计例 6-4-1 阶段一：C-mold Filling EZ简易充填模拟分析 6-4-2 阶段二：执行C-mold Filling & Post Filling 最佳化6-5 模具冷却系统 6-5-1 冷却孔道的配置 6-5-2 其它的冷却装置 6-6 冷却系统之相关方程式 6-6-1 冷却系统之设计规则
MOLDFLOW模流分析结果解释 解释结果的一个重要部分是理解结果的定义，并知道怎样使用结果。下面将列出常用结果的定义及怎样使用它们的建议，越常用的结果将越先介绍。 屏幕输出文件（screen output）和结果概要（results summary） 屏幕输出文件和结果概要都包含了一些分析的关键结果的总结性信息。屏幕输出文件还包含如图169所示的附加输出，表明分析正在进行，同时还提供重要信息。从它可以看出分析使用的压力和锁模力的大小、流率的大小和使用的控制类型。
图169. 充模分析的屏幕输出文件 屏幕输出文件和结果概要都有与图170相似的部分。它同时包含了分析过程中（第一部分）和分析结束时的关键信息。使用这些信息可以快速查看这些变量，从而判断是否需要详细分析某一结果，以发现问题。
图170. 结果概要输出 充模时间（Fill Time） 充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况，其默认绘制方式是阴影图，但使用云纹图可更容易解释结果。云纹线的间距应该相同，这表明熔体流动前沿的速度相等。制件的填充应该平衡。当制件平衡充模时，制件的各个远端在同一时刻充满。对大多数分析，充模时间是一个非常重要的关键结果。 压力（Pressures） 有几种不同的压力图，每种以不同的方式显示制件的压力分布。所有压力图显示的都是制件某个位置（一个节点）、或某一时刻的压力。 使用的最大压力应低于注射机的压力极限，很多注射机的压力极限为140 MPa (~20,000 psi)。模具的设计压力极限最好为100 MPa (~14,500 psi)左右。如果所用注塑机的压力极限高于140MPa，则设计极限可相应增大。模具的设计压力极限应大约为注射机极限的70%。假如分析没有包括浇注系统，设计压力极限应为注射机极限的50%。 象充模时间一样，压力分布也应该平衡。压力图和充模时间图看起来应该十分相似，如果相似，则充模时制件内就只有很少或没有潜流。 具体的压力结果定义如下： ?压力（Pressure） 压力是一个中间结果，每一个节点在分析时间内的每一时刻的压力值都记录了下来。默认的动画是时间动画，因此，你可以通过动画观察压力随时间变化的情况。压力分布应该平衡，或者在保压阶段应保证均匀的压力分布和几乎无过保压。 ?压力（充模结束时）（Pressure (end of filling)） 充模结束时的压力属于单组数据，该压力图是观察制件的压力分布是否平衡的有效工具。因为充模结束时的压力对平衡非常敏感，因此，如果此时的压力图分布平衡，则制件就很好地实现了平衡充模。 ?体积/压力控制转换时的压力（Pressure at V/P switchover ） 体积/压力控制转换时的压力属于单组数据，该压力图同样是观察制件的压力分布是否平衡的有效工具。通常，体积/压力控制转换时的压力在整个注塑成型周期中是最高的，此时压力的大小和分布可通过该压力图进行观察。同时，你也可以看到在控制转换时制件填充了多少，未填充部分以灰色表示。
274 第四章 螺旋桨模型的敞水试验 螺旋桨模型单独地在均匀水流中的试验称为敞水试验，试验可以在船模试验池、循环水槽或空泡水筒中进行。它是检验和分析螺旋桨性能较为简便的方法。螺旋桨模型试验对于研究它的水动力性能有重要的作用，除为螺旋桨设计提供丰富的资料外，对理论的发展也提供可靠的基础。 螺旋桨模型敞水试验的目的及其作用大致是： ① 进行系列试验，将所得结果分析整理后绘制成专门图谱，供设计使用。现时各类螺旋桨的设计图谱都是根据系列试验结果绘制而成的。 ② 根据系列试验的结果，可以系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影响，以供设计时正确选择各种参数，并为改善螺旋桨性能指出方向。 ③ 校核和验证理论方法必不可少的手段。 ④ 为配合自航试验而进行同一螺旋桨模型的敞水试验，以分析推进效率成分，比较各种设计方案的优劣，便于选择最佳的螺旋桨。 螺旋桨模型试验的重要性如上所述，但模型和实际螺旋桨形状相似而大小不同，应该在怎样的条件下才能将模型试验的结果应用于实际螺旋桨，这是首先需要解决的问题。为此，我们在下面将分别研究螺旋桨的相似理论以及尺度作用的影响。 § 4-1 敞水试验的相似条件 从“流体力学”及“船舶阻力”课程中已知，在流体中运动的模型与实物要达到力学上的全相似，必须满足几何相似、运动相似及动力相似。 研究螺旋桨相似理论的方法甚多，所得到的结果基本上是一致的。下面将用量纲分析法进行讨论，也就是用因次分析法则求出螺旋桨作用力的大致规律，然后研究所得公式中各项的物理意义。可以设想，一定几何形状的螺旋桨在敞水中运转时产生的水动力(推力或转矩)与直径D (代表螺旋桨的大小)、转速n 、进速V A 、水的密度ρ、水的运动粘性系数ν及重力加速度g 有关。换言之，我们可用下列函数来表示推力T 和各因素之间的关系，即 T = f 1(D ，n ，V A ，ρ，ν，g )， 为了便于用因次分析法确定此函数的性质，将上式写作： T = k D a n b c A V ρ d ν e g f (4-1) 式中k 为比例常数，a 、b 、c 、d 、e 、f 均为未知指数。 将(4-1)式中各变量均以基本量(即质量M 、长度L 、时间T )来表示，则得： 2T ML ＝f 2e 2 d 3c b a 1?? ? ????? ????? ????? ????? ??T L T L L M T L T kL
8.4.1 对转螺旋桨敞水试验技术 敞水试验是研究螺旋桨在均匀流场中的工作特性。敞水试验的目的是： （1）进行系列模型桨试验，建立螺旋桨设计图谱； （2）研究螺旋桨的不同几何特性参数对其水动力性能的影响，为改进设计和优化设计提供试验数据； （3）提供模型自航试验和实雷推进性能预报必要的敞水性证曲线。 一、试验方法和试验设备 螺旋桨敞水试验必须满足的相似准则是进速系数J。雷诺数、弗氏数、相对潜深都属于 限制参数。为了消除自由液面的影响(兴波和吸气)，螺旋桨的轴线潜深应大于或等于一个桨径。为了避免严重的粘性尺度效应，桨模雷诺数要求大于某一临界值，这一点在下文将作专门讨论。 试验方法有二种： (1)固定进速（拖车速度不变）、改变螺旋桨转速，此方法称等速度法； (2)固定螺旋桨转速，改变进度（变化拖车速度），此方法称等转速法。 目前使用的敞水试验装置有二种结构形式：一种是扁舟式敞水箱。螺旋桨动力仪、换向和减速齿轮箱、电机等安装在箱体内，驱动螺旋桨的空、实轴伸出箱体外，为减小箱体对螺旋桨流动的影响，螺旋桨与箱体之间的轴向距离要求大于2—3倍桨直径。另一种是炮弹式敞水试验装置。其外型为流线型圆柱体，类似于炮弹形状。动力仪及驱动螺旋桨的传动轴系安装在圆柱体内。圆柱体上方有一空心的弓形剖面的支杆一直伸到水面上，安放在水面上的电机通过直角传动机构驱动螺旋桨轴转动。这种结构形式的优点是对螺旋桨流动的干扰影响小，另外可以允许增大潜深，提高车速。 敞水试验的主要测量仪器是螺旋桨动力仪。中国船舶科学研究中心水池用于正、反转螺旋桨敞水试验的动力仪有变磁阻式空、实轴螺旋桨动力仪、电阻应变式多功能螺旋桨动力仪。螺旋桨转速由光电式或磁电式速度仪测量。图8-8是鱼雷对转桨试验装置的示意图。 图8-8 鱼雷对转桨试验装置示意图 1- 内轴；2-外轴；3-空心万向轴节； 4-空心动力仪；5-换向齿轮箱；6，7-万向联轴节 8-减速齿轮箱；9-光电测速仪；10-电机。 二、敞水试验数据表达 敞水试验测量的数据有：前桨推力、前桨扭矩、后桨推力、后桨扭矩；螺旋桨 转速n、拖车速度。 为了便于比较分析，通常均以前桨直径无因次化。 前桨推力系数
如何防止“潜流”，造成泡沫体出现裂缝？ 物料在乳白时间以前流动性较好，在吐出段的输送带前端，输送带应有3°～9°的倾斜角，并配置液压或手动的调节机械，报据发泡工艺要求，对倾斜角度做适当调整，以确保物料能均匀地单方向往下流动、起发。如倾斜角度太小或输送带移动速度太慢，那么泡沫体厚度将加大；若倾斜角度太大.吐出物料流动过快将会流至已开始起发的泡沫层下部，形成“潜流”，这样会造成泡沫体出现裂缝等质量问题。根据不同的块状泡沫原料、配方和设备参数，通常大型机组的输送带的线速度控制在3~1Om/min，而对中型机组，则控制在1.5~3m/min左右。最为重要的是要正确调整好发泡机的吐出流量、输送带的角度、移动速度之间的工作参数，使物料吐出分配线与物料发泡开始所呈现的乳白线的距离控制在30～60cm为宜。 潜流效应MoldFlow模流分析基础入门解决充填问 题 时间:2010-06-12 00:22来源:未知作者:模具人点击:132次TAG标签:模流分析Moldflow基础入 门充填问题潜流效应 潜流效应(Underflow) 定义：潜流是指流动波前出现回流的状况。潜流的产生：潜流效应发生在两个方向的流动波前相遇，而瞬间暂时停止，一方在凝固层中往回流动，回流方向的凝固层会因摩擦热而发生部份融化。在下列的范例中，左边的流动波前(蓝色)的压力比 潜流效应(Underflow) 定义： 潜流是指流动波前出现回流的状况。 潜流的产生： 潜流效应发生在两个方向的流动波前相遇，而瞬间暂时停止，一方在凝固层中往回流动，回流方向的凝固层会因摩擦热而发生部份融化。
在下列的范例中，左边的流动波前(蓝色)的压力比右边的流动波前(红色)低，当两方相遇时，左边会回流。箭头表示塑料流动方向。不管是以表面品质或是以结构的观点而言，塑料回流对塑料件的品质都有很大的负面影响。 如何改善： 确定塑料流动波前只在充填结束才相遇。 注意：以动画观察塑料的充填型态，确定在每一个波前相遇的点，其周围的结构没有潜流的现象。 (责任编辑：模具站)
第41卷 第1期2017年2月 武汉理工大学学报（交通科学与工程版） Journal of W uhan U niversity of Technology (T ransportation Science & Engineering) Vol. 41 No. 1 Feb.2016 非线性水动力导数的数值计算与研究& 赵小仨u徐海祥1>2) (高性能船舶技术教育部重点实验室1:1武汉430063)(武汉理工大学交通学院2)武汉430063)摘要：针对船舶的非线性运动难以界定和非线性运动难以预报的问题，以供应船为研究对象，采用 C F D商用软件F L U E N T，结合动网格技术对大振幅平面运动机构试验进行数值模拟，通过对比不 同工况的流场压力云图，分析得出供应船水动力达到非线性的振幅范围.设计供应船非线性运动的试验方案，分别模拟不同频率时的大漂角斜航运动及大振幅的纯纵荡、纯横荡、纯首摇、组合运 动，拟合得到接近零频率的非线性水动力导数. 关键词：非线性水动力；大振幅P M M试验；数值计算；供应船 中图法分类号：U661. 33 doi：10. 3963/j. issn. 2095-3844. 2017. 01. 014 〇引言 船舶操纵性与船舶航行安全紧密相关，是重 要的水动力性能之一.近些年，国际海事组织（in- ternational m aritim e organization, IM O)前后颁布了 A. 751(18)和MSC. 137(76)号决议，针对船 舶操纵性的问题提出了明确的要求，并建议各国 政府机构按要求执行.SIM M A N2008和SIM- M AN 2014 的研讨会，评估T C F D(co m p u tatio n- al fluid dynam ics, C F D)方法预报船舶操纵性的 能力?第 25 届 IT T C(international tow ing tank conference，IT T C)操纵会议对现有的船舶操纵性预报方法做了总结.总之，船舶操纵性能越来越 受到造船界的重视[>3]. 水动力导数对船舶操纵性的预报至关重要.目前，通过平面运动机构试验（planar motion mechanism test,PM M)确定船舶水动力导数是最可靠的方法之一.从SIM M AN2008发布了针 对三个标准船模进行的P M M试验的实验数据以 来，国内外学者开始对C F D模拟P M M试验进行 探究?T u rnock等[4_12]用C F D软件模拟小振幅P M M试验，求取线性水动力导数；Toxopeus 等?^建立非线性水动力模型，模拟大振幅 P M M试验，求取非线性水动力导数. 虽然许多学者对数值模拟P M M试验做了大 量研究工作，但是迄今没有一个定量的标准来判断船模的运动是否达到非线性范畴，相关文章也 较少.评判船舶的运动是否达到非线性，不仅取决 于运动参数，还与船型等因素有关.文中将以供应 船为研究对象[17]，通过数值模拟船模不同运动幅 值的P M M试验，分析出供应船水动力达到非线性的运动幅值范围.在此基础上，设计试验工况，计算零频率附近的非线性水动力导数. 1数学模型 研究船舶在大振幅下的操纵运动，用线性水 动力模型很难准确的表达船舶所受到的水动力，为了更准确的描述船舶的运动，须考虑运动状态 的非线性项[18].根据经验，在粘性类流体动力和力矩的泰勒级数展开式中保留至三阶项，对描述 船舶在常速域中的运动已足够精确. 1)流体惯性力（矩 收稿日期：2016-12-14 赵小仨（1989—）：女，工学硕士，实验员，主要研究领域为船舶水动力研究 国家自然科学基金项目（61301279, 51479158)、中央高校基本科研业务费专项资金项目（163102006)资助
螺旋桨公式 一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数
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直升机螺旋桨升力计算公式 直升机螺旋桨升力计算公式 一般直升机的旋翼系统是由主旋翼.尾旋翼和稳定陀螺仪组成，如国产直－8，直－9。也有共轴反旋直升机，主旋翼是上下两层反转螺旋桨，无尾翼，如俄罗斯的卡－28。 1.现在的直升机螺旋桨（叫旋翼）的桨叶是由碳纤维和玻璃钢纤维与复合材料制造而成。 有一定的弹性，不转时，桨叶略有下垂弯曲。当螺旋桨旋转时，由于离心力的原理，桨叶会被拉直。打个比方，我们看杂技“水流星”吧，两只水碗栓在一根绳子两端，放着不动时，绳子是支持不了水碗的，当旋转起来后，我们看到水碗和绳子象直线一样， 空中飞舞。 2.直升机的主螺旋桨是怎么支撑飞机的重量？这个问题就是直升机的飞行原理：（以一般直升机为例）直升机能在空中进行各种姿态的飞行，都是由主旋翼（你讲的螺旋桨） 旋转产生的升力并操纵其大小和方向来实现的。升力大于重量时，就上升，反之，就下降。 平衡时，就悬停在空中。直升机的升力大小，不但决定于旋翼的转速， 而且决定于旋翼的安装角（又称桨叶角）。升力随着转速.桨叶角的增大而增大； 随着转速.桨叶角的减小而减小。直升机在飞行时，桨叶在转每一圈的过程中， 桨叶角都是不同的；而且，每片桨叶的桨叶角也是不同的。这才使直升机能够前. 后仰， 左.右倾，完成各种姿态。直升机尾旋翼的转速和桨叶角的变化同主旋翼原理相同，控制直升机的左转弯.右转弯和直飞。不管天空有风无风，直升机要稳定飞行， 不变航向，也要靠稳定陀螺仪控制尾旋翼来完成。总之，直升机旋翼系统非常复杂，我只讲直升机空中姿态变化与旋翼的关系。 １，直接影响螺旋桨性能的主要参数有： a.直径D——相接于螺旋桨叶尖的圆的直径。通常，直径越大，效率越高， 但直径往往受到吃水和输出转速等的限制； b.桨叶数N; c.转速n——每分钟螺旋桨的转数； d.螺距P——螺旋桨旋转一周前进的距离，指理论螺距； e.滑失率——螺旋桨旋转一周，船实际前进的距离与螺距之差值与螺距之比； f.螺距比——螺距与直径的比（P/D），一般在0.6~1.5之间；一般地说来，高速轻载船选取的值比较大，低速重载的船选取的值比较小； g.盘面比——各桨叶在前进方向上的投影面积之和与直径为D的圆面积之比。通常，高转速的螺旋桨所取的比值小，低速、大推力的螺旋桨所取的比值大。例如，拖轮的螺旋桨盘面比大于１.2甚至更大的情况也不少见； 机翼升力计算公式 升力L=1/2 *空气密度*速度的平方*机翼面积*机翼升力系数（N） 机翼升力系数曲线如下注解：在小迎角时曲线斜率是常数。
《模流分析基础入门》 目录 计算机辅助工程与塑料射出成形 1-1 计算机辅助工程分析 1-2 塑料射出成形 1-3 模流分析及薄壳理论 1-4 模流分析软件的未来发展 射出成形机 2-1 射出机组件 2-1-1 射出系统 2-1-2 模具系统 2-1-3 油压系统 2-1-4 控制系统 2-1-5 锁模系统 2-2 射出成形系统 2-3 射出机操作顺序 2-4 螺杆操作 2-5 二次加工 什么是塑料 3-1 塑料之分类 3-2 热塑性塑料 3-2-1 不定形聚合物 3-2-2 （半）结晶性聚合物 3-2-3 液晶聚合物 3-3 热固性塑料 3-4 添加剂、填充料与补强料 塑料如何流动 4-1 熔胶剪切黏度 4-2 熔胶流动之驱动--射出压力 4-2-1 影响射出压力的因素 4-3 充填模式 4-3-1 熔胶波前速度与熔胶波前面积 4-4 流变理论 第五章材料性质与塑件设计 材料性质与塑件设计 5-1-1 应力--应变行为
5-1-2 潜变与应力松弛 5-1-3 疲劳 5-1-4 冲击强度 5-1-5 热机械行为 5-2 塑件强度设计 5-2-1 短期负荷 5-2-2 长期负荷 5-2-3 反复性负荷 5-2-4 高速负荷及冲击负荷 5-2-5 极端温度施加负荷 5-3 塑件肉厚 5-4 肋之设计 5-5 组合之设计 5-5-1 压合连接 5-5-2 搭扣配合连接 5-5-3 固定连接组件 5-5-4 熔接制程 第六章模具设计 6-1 流道系统 6-1-1 模穴数目之决定 6-1-2 流道配置 6-1-3 竖浇道尺寸之决定 6-1-4 流道截面之设计 6-1-5 流道尺寸之决定 6-1-6 热流道系统 6-2 流道平衡 6-2-1 流道设计规则 6-3 浇口设计 6-3-1 浇口种类 6-3-2 浇口设计原则 6-4 设计范例 6-4-1 阶段一：C-mold Filling EZ简易充填模拟分析 6-4-2 阶段二：执行C-mold Filling & Post Filling 最佳化6-5 模具冷却系统 6-5-1 冷却孔道的配置 6-5-2 其它的冷却装置 6-6 冷却系统之相关方程式 6-6-1 冷却系统之设计规则
SHIP ENGINEERING 船舶工程Vol.36 No.1 2014 总第36卷，2014年第1期深潜器等厚导管螺旋桨敞水性能计算分析 刘可峰1, 2，姚宝恒1，连琏1 （1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江 212003） 摘 要：利用三维设计软件系统SolidWorks对No.37+Ka4-70导管螺旋桨进行了三维实体建模，并对某深潜器使用的No.37导管外形进行了等厚处理。利用计算流体力学软件Fluent对两组导管螺旋桨模型进行了敞水数值模拟，得到了导管螺旋桨的推力，扭矩及其效率，并与图谱数据对比，证明了数值方法的有效性。比较数据分析了No.37导管等厚变化对ROV推进性能的影响，总结了No.37+Ka4-70等厚导管螺旋桨的优缺点。 关键词：深潜器；导管螺旋桨；等厚导管；敞水性能；Fluent 中图分类号：U664.34 文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2014) 01-0037-04 Calculation and Analysis of Open Water Performance for Submersibles Identical Thickness Ducted Propellers LIU Ke-feng1, 2, Y AO Bao-heng1, LIAN Lian1 (1. State Key Laboratory of Ocean Engineering, School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; 2. School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang city 212003, Jiangsu province, China) Abstract: The duct outline of ducted propeller No.37+Ka4-70 was altered for submersibles after building its 3D model with the 3D CAD software system SolidWorks in the article, their open water hydrodynamics feature was simulated and analyzed by using Fluent software. When comparing with the propeller chart, it shows that the numerical method is effective. The thrust force, torque, related coefficient and efficiency were compared. Through calculation and analyses, the advantages and disadvantages of identical thickness ducted propeller No.37+Ka4-70 were summarized. Key words: submersible; ducted propeller; identical thickness duct; open water performance; Fluent 拖网渔船和拖轮等船舶在重载工况作业时，由于其螺旋桨载荷较重，若采用传统螺旋桨，往往效率较低，导管螺旋桨由于其在重载工况下的良好性能而在这类船舶上得到了大量的应用。导管螺旋桨是一种特种推进器，在20世纪30年代就开始了工程应用，它在普通螺旋桨的外围装上了一个套筒，其剖面形状一般为机翼型或是折角型，导管与其中的螺旋桨形成了一个整体工作，这时的流场与没有导管时将发生较大的变化。按照内部流场的变化情况，导管可以分为加速型导管和减速型导管。对于加速型导管，首先可以使螺旋桨盘面处的水流加速，使螺旋桨工作在较大的速度场，从而可以提高螺旋桨的效率。其次，由于导管出口处的面积逐渐扩大，尾流的收缩变小，使轴向诱导速度减小，也有助于提高螺旋桨的效率。最后，由于叶梢和导管的间隙很小，由叶面和叶背的压力差引起的绕流大大减小，其能量损失也就减小。正是由于这些原因，加速导管螺旋桨具有重载效率高，推力大等特点，对于功率系数B p较高的使用场合，采用它能达到较高的效率[1]。深潜器对系泊推力有较高的要求，其推力计算一般就设定在系泊工况下进行，功率系数B p往往很大，故深潜器选用加速导管螺旋桨能获得较好的推进性能。 国外发表的导管螺旋桨系列试验资料中，以荷兰船模试验池的No.19A+Ka和No.37+Ka系列导管螺旋 收稿日期：2013-07-09；修回日期：2013-09-15 基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2008AA092301-1） 作者简介：刘可峰（1978-），男，讲师。主要研究方向为船舶设计，潜器操纵与控制和水动力学应用。 DOI:10.13788/https://www.doczj.com/doc/b68441236.html,ki.cbgc.2014.0010
一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数 直径(D)：影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下，直径增大拉力随之增大，效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。 此外还要考虑螺旋桨桨尖气流速度不应过大(＜音速)，否则可能出现激波，导致效率降低。 二、桨叶数目(B)：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正 比。超轻型飞机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时，采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。 实度(σ)：桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。