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1、螺旋桨空泡体积测量11223马艳，陆芳，顾兴建，刘永，夏琪（1.中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082；2.南京理工大学，南京210094；3.上海激光技术研究所，上海200233）摘要：螺旋桨背片空泡分布形态、变化趋势、面积、厚度、体积变化率对研究桨叶剥蚀、螺旋桨噪声及激振力具有重要的意义。通过双目立体视觉的计算机技术，利用两台不同角度的摄像机采集同一时刻的桨叶背片空泡，计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值，得到螺旋桨空泡面积和体积信息。通过连续采集空泡图像信息并实时处理可进一步得到螺旋桨背片空泡发展趋势和体积变化率信息，为解决降低螺旋桨激振力和噪声、桨叶剥蚀等问题提供了重
2、要的技术检测手段，有助于螺旋桨设计者提供更优秀的螺旋桨方案。关键字：螺旋桨桨叶；空泡体积；测量；双目立体视觉中图分类号：O353.5U664.33文献标识码：AMeasurementsofCavityVolumeonaModelPropellerBlade11223MAYan,LuFang,GuXingJian,LiuYong,XiaQi(1.ChinaShipScientificResearchCenter,Wuxi214082,China;2.NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China;3.ShanghaiInst
3、ituteofLaserTechnology,Shanghai200233,China;)Abstract:Thedistribution,varietytendency,extension,thicknessandvolumevarietyratioofpropellerbladebackcavitationareveryimportanttoresearchthebladeerosion,propellernoiseandhullexcitation.Thispaperdescribesahighlyadvancedmethodofcomputertechniquebasedonbinoc
4、ularstereoscopicvisiontomeasurethethree-dimensionalcavityvolumeandextensionusingalaserbeamcoupledwithtwoCCDcameras.Accordingtothetechnique,twopicturesofbladebackcavitationarescreenedbytwocamerasfromdifferentshootingangles.Thenthevisualdifferencebetweenthetwopicturesforthesamespacepointiscalculated,a
5、ndthethree-dimensionalcoordinatesofthespacepointisobtained.Furthermore,thecavitationextensionandvolumecouldbecalculatedquickly.Thevarietytendencyandvolumevarietyratioofbackcavitationcouldalsobeobtainedthroughcontinuouslyshootingthecavitationpicturesanddealingwiththeminrealtime,whichprovidesasignific
6、anttestmethodforinvestigatinghowtoreduceexcitationandnoise,avoidbladeerosionandsoon.Keywords:Propellerblade;Cavityvolume;measurement;binocularstereovision0引言空泡性能是螺旋桨的重要性能，螺旋桨空化会带来一些不利的影响，如螺旋桨水动力下降、桨叶表面的剥蚀，螺旋桨噪声及船体振动等。常见的螺旋桨空泡有毂涡空泡、梢涡空泡和背空泡。毂涡空泡主要对下游的舵产生影响，常常通过加装回收毂涡的节能装置或对舵采取措施来避免或减轻82舵空泡剥蚀。梢涡空泡由于基本
7、不在桨叶区且边界无法确定，目前国际上仅进行了数值模拟的研究，试验测量还未见相关研究见诸报端，本文不作研究。背空泡包括背片空泡、泡空泡、云空泡等，其中泡空泡由于其不稳定性以及云空泡边界很不容易区分，在理论和试验中均无法计算和测量，而背片空泡由于其对螺旋桨设计的重要性，螺旋桨设计者在这方面做了大量的研究工作。螺旋桨工作在船后非均匀伴流场中，其旋转过程中载荷呈现周期性变化，桨叶背空泡的面积和厚度随桨叶位
