论文部分内容阅读
随着对螺旋桨性能要求的不断提高，传统的螺旋桨设计方法已经满足不了进一步提升其性能的要求，并且现代环境的变化不再仅仅要求螺旋桨某一性能的最优，而是多方面综合性能的最优，螺旋桨设计面临着多目标、多学科综合提高的难题。多学科设计优化技术(MDO)是针对复杂工程问题的优化提出的一种方法，目前主要应用在航空航天业的复杂产品的设计优化问题上，其发展速度飞快，国内外都非常重视该技术的研究。
本文对多学科设计优化技术体系和方法应用进行了研究，并在此基础上将多学科设计优化技术和方法引入船舶设计领域，实现了螺旋桨的多学科设计优化，有效的提高了螺旋桨的性能。
首先综述了国内外关于多学科设计优化技术方法的理论及工程应用的现状，对多学科设计优化技术体系做了详细的介绍，论述了多学科设计优化技术体系的定义、组成及实质，重点总结了目前存在的多学科优化方法，并对每个方法的流程和特点进行了分析。
然后针对螺旋桨设计中涉及的多个环节做了详细的论述和归纳，使用MATLAB的插值法由设计变量计算出螺旋桨的详细设计值，并将结果输出到文件中供UG(Unigraphics)来读取画出螺旋桨的模型，这样实现了螺旋桨的参数化建模，然后将模型网格化，在FLUENT中计算出螺旋桨的性能。在iSIGHT中将整个设计过程集成起来，实现了设计流程的自动化。
最后使用iSIGHT中不同的优化算法对设计方案进行了探索，取得了良好的效果。同时还提出了螺旋桨稳健性设计的问题，现代工程设计中还必须要考虑到可靠性和鲁棒性因素。使用iSIGHT的6σ质量工程方法使螺旋桨效率和最小压力系数的鲁棒性都有提高，降低了环境变化对性能的影响。