NAPA软件在船舶设计领域的应用与发展.doc

目 录 第一章 绪论 3 1.1选题的理论意义和实用价值 3 1.2本课题国内外研究现状 4 1.3 NAPA软件在船舶设计领域的应用与发展 6 1.4 课题研究内容与研究方法 6 1.4.1研究内容 6 1.4.2 研究方法 7 第二章 船用螺旋桨设计的基本理论及内容 1 2.1螺旋桨的初步设计 1 2.2 终结设计 2 2.4空泡校核 4 2.5螺旋桨的强度校核计算 6 2.6.1螺旋桨的材料和要求 6 2.6.2螺旋桨强度计算 7 2.7桨叶厚度的确定 9 2.7.1海船处理方法 9 2.7.2内河船处理方法 10 2.8螺旋桨的螺距修正 11 2.8.1毅径比不同对螺距的修正: 11 2.8.2叶厚比不同对螺距的修正 11 2.8.3修正后螺旋桨的螺距 13 2.9螺旋桨重量及惯性矩计算 13 2.10敞水特性曲线的计算 15 2.11系泊工况时推力和转速的计算 15 第三章 船用螺旋桨设计中数值处理及图谱回归 16 3.1数值处理方法 16 3.1.1插值法 16 3.1.2曲线拟合法 19 3.2图谱回归处理 24 3.2.1螺旋桨敞水特性曲线（）图谱 24 3.2.2螺旋桨系数系列（）图谱 26 第四章 船用螺旋桨绘图 28 4.1船用螺旋桨二维绘图 28 4.1.1基本内容 29 4.1.2 投影原理 29 4.1.3 图形处理 32 4.2船用螺旋桨三维绘图 33 4.2.1 螺旋桨的三维立体成形 33 4.2.2 船用螺旋桨三维模型 36 第五章 基于NAPA的螺旋桨设计程序开发 39 5.1NAPA软件及其二次开发平台 39 5.1.1 NAPA软件开发简介 39 5.1.2 语言简介 40 5.1.3 NPAN数据库及其接口简介 42 5.1.4 程序构成与开发 43 5.2程序开发思路 45 5.3 船用螺旋桨设计程序 47 5.3.1船用螺旋桨设计的计算机实现 47 5.3.2船用螺旋桨绘图的计算机实现 55 5.3.3程序数据处理 60 5.3.4文档的输出 62 第六章 计算实例比较 63 6.1 MAU系列螺旋桨计算实例比较 63 6.2 B系列螺旋桨计算实例比较 64 第一章 绪论 1.1选题的理论意义和实用价值 为了适应船舶市场日趋激烈的竞争，提高生产效率和产品质量，缩短船舶产品的设计周期及建造周期已成为了整个船舶行业的工作重点。与此同时，随着计算机软硬件技术的快速发展，计算机辅助设计技术在船舶行业中的应用也已由最初的仅用于进行一些简单的性能计算发展到如今的应用于船舶设计的各个阶段，这将大大的缩短船舶产品的设计周期，降低设计成本，提高设计质量。 现阶段国内外通行的螺旋桨设计一般有图谱设计和环流理论设计两种。运用图谱方法设计螺旋桨时，桨叶外形和叶切面形状按所选用的螺旋桨系列资料来确定；运用环流理论设计螺旋桨时，往往结合螺旋桨模型敞水试验数据和船后伴流的情况来确定桨叶外形和叶切面形状。用图谱方法设计常规螺旋桨计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种方法。目前,我国民船设计中多采用螺旋桨图谱设计方法。随着各国发表的螺旋桨设计图谱越来越多,这种螺旋桨设计方法会越来越具有可选择性和精确性。 目前在船舶螺旋桨设计仍普遍采用模型系列化试验试验图谱资料的情况下，如何利用计算机来取代原有的手工计算是造船工作者所关心并要进一步解决的问题。1969年，荷兰船模试验水池首次使用回归分析方法处理螺旋桨敞水回归多项式，向螺旋桨图谱设计电子计算机化迈进了一步。 计算机的应用发展，不仅把传统的螺旋桨设计和绘图由手工变为由计算机进行，而且将传统的设计扩大为分析设计，并诞生了新的设计观点和方法，使设计更为合理、优化、科学。最初的图谱螺旋桨设计程序是模拟手工设计计算方法。80年代末，产生了以螺旋桨的原始KT-J 、 KQ-J为基础，以生产和需要为目的，结合计算机特点的新螺旋桨CAD软件包，软件包含有螺旋桨推进系统的初步分析设计和绘制航速曲线图：螺旋桨的最佳直径、最佳转速设计；螺旋桨的一般设计；给定螺旋桨求性能(用于螺旋桨改造，分析试验研究和前述模块不能解决的设计问题)；螺旋桨强度校核和叶厚修正；绘制螺旋桨总图等。 现阶段国内研究主要是以设计阶段得出的结果为基础，应用VB、FORTRAN语言及软件，编制参数化绘图程序，绘出所需的船用螺旋桨的总装图。它主要是以AutoCAD作为核心软件建立动态连接库，完成设计、性能等主要计算功能；以V isual Basic作为界面而支撑软件完成数据输入、数据传递、结果表达以及螺旋桨绘图在螺旋桨绘图中采用B样条曲线拟合螺旋桨张轮廓、切面形状、正投影、侧投影；以Auto CAD作为螺旋桨设计图纸输出支撑软件。图形文件采用DXF格式，计算结果以MS