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(大连理工大学 船舶工程学院，辽宁 大连 116024)

在螺旋桨的实际建造中，通过二维图设计出的螺旋桨最初往往达不到设计要求，一方面是由于螺旋桨表面的粗糙度问题，但最主要的是二维图谱设计会产生一定程度的局部变形，从而影响螺旋桨的水动力性能。这时需要通过修改桨叶尺寸和局部型值点，以及采用车床切削二次加工的办法来进行优化。由于螺旋桨的外形极为复杂，给二次精加工带来了一定的困难。为此，考虑在螺旋桨建造之前，运用三维CAD软件建立出三维模型，通过三维虚拟模型，一方面可以得到直观的三维效果图，直观地展示设计者的设计理念；另一方面，通过螺旋桨的三维模型，可以进行螺旋桨的性能数值模拟，进而得到设计桨的各个性能参数，以及这些水动力性能参数与螺旋桨几何外形尺寸之间的关系，最终得到推力和转矩分析结果及空泡校核等。基于这些分析，可以直接通过调整几何模型，对曲面模型进行局部修改和光顺处理，实现螺旋桨优化设计。

此外，在运用二维投影轮廓逆向投影来进行螺旋桨的三维建模过程中，通过CATIA曲面光顺功能可以实现桨叶曲面G2连续，能很好地减小设计误差，而且生成的CATIA三维模型跟CFD软件有很好的兼容性，使得后期数值计算和优化设计简单易行。

1 逆向曲面建模原理

螺旋桨的桨叶是一种变截面的双曲度复杂曲面形体，如果不考虑桨叶厚度，可知螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分，其中螺旋面的螺距也恰恰是设计桨的螺距。……