本发明专利技术公开了一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，螺旋桨叶片表面设有微栅结构体，微栅结构体包括若干横向薄壁和若干纵向薄壁，横向薄壁和纵向薄壁相交接并组成多个单元槽，横向薄壁和纵向薄壁的厚度均为a，单元槽的槽长为b，单元槽的槽深为h，单元槽的槽宽为s，其中，a/s为1/25～1/20，b/s为8～10，h/s为0.8～1.2。本发明专利技术同时起到降低摩擦阻力和抑制空泡腐蚀的作用，提高螺旋桨的综合水动力性能。提高螺旋桨的综合水动力性能。提高螺旋桨的综合水动力性能。
【技术实现步骤摘要】
提高螺旋桨水动力性能的微栅结构
[0001]本专利技术涉及船舶
，特别涉及一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构。
技术介绍
[0002]在船舶航行过程中，螺旋桨需克服各类阻力；螺旋桨在与水相互作用的过程中，因摩擦阻力而损失的效率高达20％，造成不必要的能源消耗。另一方面，螺旋桨在与水相互作用的过程中，桨叶表面压力的下降还会导致空泡现象。空泡溃灭时会对叶片产生腐蚀，进而缩短螺旋桨的服役寿命，亦不利于降噪和船体隐身。
[0003]现有的通过改性螺旋桨表面，来提高水动力性能的方法，主要是基于仿生学思想，如在桨叶表面加设与鲨鱼皮类似的结构。这些呈沟槽状的非光滑表面，有利于抑制黏性底层上涡的横向迁移，是诱发减阻的主要因素。还有相关研究者将沟槽结构简化为微小的凹坑和凸起，也可以达到类似减阻增速的效果。
[0004]但是，现有技术存在如下问题：
[0005](1)需要设计旋转机构，支架等，造成设备结构复杂，加工成本高，同时实际航行中的稳定性也难以得到保障；
[0006](2)在叶根部位磨削出微小单元，在一定程度上会降低螺旋桨的强度，尤其在重载高速的工况下，缩短其使用寿命；
[0007](3)仅针对螺旋桨的减阻，并没有考虑对空泡的影响。
技术实现思路
[0008]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构。
[0009]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0010]一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，螺旋桨叶片表面设有微栅结构体，微栅结构体包括若干横向薄壁和若干纵向薄壁，横向薄壁和纵向薄壁相交接并组成多个单元槽，横向薄壁和纵向薄壁的厚度均为a，单元槽的槽长为b，单元槽的槽深为h，单元槽的槽宽为s，其中，a/s为1/25～1/20，b/s为8～10，h/s为0.8～1.2。
[0011]相邻的纵向薄壁之间的距离相同；相邻的纵向薄壁之间的距离为单元槽的槽长。
[0012]相邻的横向薄壁之间的距离相同；相邻的横向薄壁之间的距离为单元槽的槽宽。
[0013]横向薄壁和纵向薄壁的高度相同，横向薄壁或纵向薄壁的高度为单元槽的槽深。
[0014]单元槽的槽宽不大于1mm。
[0015]纵向薄壁和横向薄壁相固接。
[0016]横向薄壁和纵向薄壁均固接于螺旋桨叶片表面。
[0017]横向薄壁垂直于纵向薄壁，单元槽为矩形。
[0018]螺旋桨叶片的两端分别为叶片根部和叶稍；微栅结构体设于叶稍和螺旋桨叶片中部之间的区域内。
[0019]优选方案，微栅结构体设于叶稍周围的螺旋桨叶片的三分之一区域内。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术在常规螺旋桨叶片的上半部，加设微栅结构体，可同时起到降低摩擦阻力和抑制空泡腐蚀的作用，提高螺旋桨的综合水动力性能。本专利技术不依赖于繁琐的机构，降低成本；同时，根据结构参数，微栅的加工具有高度的可控性和可重复性，有助于技术推广；微栅结构体布置在螺旋桨叶片的上1/3部分，未涉及根部，可保证螺旋桨叶片的强度；可以同时达到减阻和降低空泡腐蚀的效果。
附图说明
[0021]图1为本专利技术较佳实施例的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术较佳实施例的微栅结构体的俯视图。
[0023]图3为本专利技术较佳实施例的微栅结构体的侧视图。
具体实施方式
[0024]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术。
[0025]如图1、图2和图3所示，一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，螺旋桨叶片10表面设有微栅结构体20。
[0026]微栅结构体20包括若干横向薄壁21和若干纵向薄壁22，横向薄壁21和纵向薄壁22相交接并组成多个单元槽30。
[0027]横向薄壁和纵向薄壁的厚度均为a，单元槽的槽长为b，单元槽的槽深为h，单元槽的槽宽为s，其中，a/s为1/25～1/20，b/s为8～10，h/s为0.8～1.2。
[0028]相邻的纵向薄壁22之间的距离相同；相邻的纵向薄壁22之间的距离为单元槽的槽长。
[0029]相邻的横向薄壁21之间的距离相同；相邻的横向薄壁21之间的距离为单元槽的槽宽。
[0030]横向薄壁21和纵向薄壁22的高度相同，横向薄壁21或纵向薄壁22的高度为单元槽的槽深。
[0031]单元槽的槽宽不大于1mm。
[0032]纵向薄壁22和横向薄壁21相互固接。横向薄壁21和纵向薄壁22均固接于螺旋桨叶片10表面。
[0033]横向薄壁21之间相互平行；纵向薄壁22之间相互平行。横向薄壁21垂直于纵向薄壁22，单元槽为矩形。
[0034]螺旋桨叶片10的两端分别为叶片根部11和叶稍12；微栅结构体20设于叶稍12和螺旋桨叶片中部之间的区域内。
[0035]优选方案，微栅结构体20设于叶稍周围的螺旋桨叶片的三分之一区域内，如图1中虚线框选的区域。
[0036]在流体沿槽道流动过程中，单元槽可以抑制涡的横向移动从而降低阻力。尽管沟槽越薄减阻越佳，但会降低强度而出现弯曲的现象，导致涡的扩展，反而不利于减阻；因此将a/s控制在1/25～1/20之间，在实现降低阻力的同时，保证结构强度。
[0037]另一方面，每个单元槽可稳定地锁住空气，进而利用驻留空气排斥向壁面靠近的
气泡，减弱空泡对螺旋桨叶片表面的腐蚀。为保证足够的抗空泡能力，单元网格尺寸不宜过大，从而将b/s维持在8～10之间，h/s维持在0.8～1.2之间。
[0038]本专利技术的有益效果在于：
[0039](1)不依赖于繁琐的机构，降低成本。同时，根据结构参数，微栅的加工具有高度的可控性和可重复性，有助于技术推广。
[0040](2)微栅结构体布置在螺旋桨叶片的上1/3部分，未涉及根部，可保证螺旋桨叶片的强度；
[0041](3)同时达到减阻和降低空泡腐蚀的效果。
[0042]本专利技术在常规螺旋桨叶片的上半部，加设微栅结构体，可同时起到降低摩擦阻力和抑制空泡腐蚀的作用，提高螺旋桨的综合水动力性能。
[0043]虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本专利技术的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本专利技术的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，其特征在于，螺旋桨叶片表面设有微栅结构体，微栅结构体包括若干横向薄壁和若干纵向薄壁，横向薄壁和纵向薄壁相交接并组成多个单元槽，横向薄壁和纵向薄壁的厚度均为a，单元槽的槽长为b，单元槽的槽深为h，单元槽的槽宽为s，其中，a/s为1/25～1/20，b/s为8～10，h/s为0.8～1.2。2.如权利要求1所述的提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，其特征在于，相邻的纵向薄壁之间的距离相同；相邻的纵向薄壁之间的距离为单元槽的槽长。3.如权利要求1所述的提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，其特征在于，相邻的横向薄壁之间的距离相同；相邻的横向薄壁之间的距离为单元槽的槽宽。4.如权利要求1所述的提高螺旋桨水动力性能的微栅结构，其特征在于，横向薄壁和纵向薄壁的高度相同，横向薄壁或纵...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，邹康，刘洋浩，孙海素，
申请(专利权)人：上海斯达瑞船舶海洋工程服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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