Marine Propeller

Гребной винт, преобразующий вращение в упор в морской среде.

Тип: Engee1DMechanical.Turbomachinery.MarinePropeller

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Engines & Motors/Marine Propeller

Описание

Блок Marine Propeller представляет собой гребной винт, преобразующий вращательное механическое движение в упор для моделирования морских судов. Можно настроить гребной винт с фиксированными или управляемыми лопастями. Гребной винт можно параметризовать с помощью констант, полиномов или табличных данных для характеристики коэффициентов упора и крутящего момента. Можно предоставить табличные данные о скорости попутного потока или табличные данные об угле поступи, чтобы параметризовать все четыре рабочих квадранта. Винты, допускающие отрицательный шаг винта или работающие в обратном направлении, могут включать кривые коэффициентов упора и крутящего момента, характерные для направления движения назад, которые также можно указать в блоке.

В блоке также можно учитывать влияние попутного потока от корпуса судна. Если задать постоянный коэффициент попутного потока или активировать порт скалярного сигнала, блок автоматически рассчитает влияние попутного потока.

Для управления шагом винта можно использовать скалярный сигнал.

Следующая терминология полезна для понимания работы блока:

Коэффициент попутного потока — разница между скоростью судна и скоростью набегающего потока, выраженная как отношение к скорости судна.
Скорость набегающего потока — скорость потока через гребной винт, .
Относительная поступь винта — отношение скорости потока через гребной винт к угловой скорости его вращения. Блок использует это значение для определения и при установке для параметра Parameterization значения Polynomial fit или Tabulated data for advance ratio.
Угол поступи — угловое положение эксплуатационных режимов гребного винта на четырехквадрантном графике. Блок использует это значение для определения и при установке для параметра Parameterization значения Tabulated data for advance ratio.
Квадрант — относительное двумерное положение эксплуатационного режима гребного винта, где вертикальная ось — , а горизонтальная — .
Шаг винта — идеальное расстояние поступательного продвижения гребного винта за один оборот.
Режим свободной воды — состояние, когда влияние корпуса судна отсутствует.

В уравнениях блока используются следующие величины:

— упор гребного винта;
— крутящий момент гребного винта;
— плотность жидкости; плотность жидкости можно задать с помощью параметра Fluid density или порта ρ;
— шаг винта;
— значение параметра Propeller diameter;
— угловая скорость гребного винта, заданная через порт w;
— угловая скорость гребного винта в оборотах в секунду, определяющая безразмерное представление крутящего момента и упора; в блоке задано выражение ;
— значение параметра Rotational speed threshold;
— коэффициент упора относительно скорости вращения гребного винта;
— коэффициент крутящего момента относительно скорости вращения гребного винта;
— вектор или двумерная матрица полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента упора;
— вектор или двумерная матрица полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента крутящего момента;
— коэффициент упора по отношению к относительной скорости набегающего потока;
— коэффициент крутящего момента по отношению к относительной скорости набегающего потока;
— значение параметра Saturation threshold for nondimensional coefficients;
— относительная поступь винта;
— скорость набегающего потока, заданная через порт Va;
— относительная скорость набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— коэффициент полезного действия (КПД);
— коэффициент упора, основанный на относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— вектор или двумерная матрица опорных коэффициентов упора;
— коэффициент крутящего момента, основанный на относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— вектор или двумерная матрица опорных коэффициентов крутящего момента;
— угол поступи;
— вектор опорных углов поступи.

Параметризации

Характеристики гребного винта зависят от коэффициентов упора и крутящего момента. Параметр Parameterization предоставляет различные варианты управления этими коэффициентами. Выходная мощность гребного винта зависит от квадранта, в котором он работает. Блок определяет четыре квадранта следующим образом:

Первый квадрант: ;
Второй квадрант: ;
Третий квадрант: ;
Четвертый квадрант: .

На рисунке показано визуальное представление квадрантов.

aerodynamic propeller ru

Если для параметра Parameterization установлено значение Constant coefficients, то это позволяет напрямую задать коэффициенты упора и крутящего момента. В противном случае блок вычисляет эти коэффициенты в зависимости от значения параметра Parameterization.

Относительная поступь винта

Если для параметра Parameterization установлено значение Polynomial fit или Tabulated data for advance ratio, блок использует относительную поступь винта . Блок использует численно сглаженную версию основных уравнений упора и крутящего момента, так что

Блок определяет относительную поступь винта как

где пороговое значение угловой скорости линеаризует скорость вращения гребного винта для сглаживания, — значение параметра Propeller direction.

Если для параметра Parameterization установлено значение:

Polynomial fit — значения и изменяются со временем в соответствии со значениями, заданными для параметров коэффициентов полинома. Блок устанавливает значение в диапазоне от 0 до первого положительного корня полинома и ограничивает значения и таким образом, чтобы они всегда были положительными. Блок вычисляет коэффициенты упора и крутящего момента следующим образом:

где и представляют собой коэффициенты полинома.
Tabulated data for advance ratio — нужно указать табличные значения для и для заданных значений или и в зависимости от состояния флажка Controlled blade pitch.

В основе КПД гребного винта лежит фундаментальное соотношение

Если флажок Efficiency sensor установлен и для параметра Parameterization установлено значение Constant coefficients, блок вычисляет сглаженный КПД следующим образом:

Если флажок Efficiency sensor установлен и для параметра Parameterization установлено значение Polynomial fit или Tabulated data for advance ratio, блок вычисляет сглаженный КПД следующим образом:

Угол поступи

Если для параметра Parameterization установлено значение Tabulated data for advance angle, блок использует коэффициенты упора и крутящего момента с учетом относительного угла поступи. Блок определяет угол поступи следующим образом:

где — циклически изменяемая величина. Блок определяет коэффициенты упора и крутящего момента для относительной скорости набегающего потока как

где — относительная скорость набегающего потока на профиле лопасти на расстоянии 70% от радиуса лопасти, такая что

Перестановка уравнений коэффициентов дает уравнения блока для упора и крутящего момента в зависимости от относительной скорости набегающего потока:

Если флажок Controlled blade pitch:

Снят, блок вычисляет коэффициенты упора и крутящего момента следующим образом:
Установлен, блок вычисляет коэффициенты упора и крутящего момента следующим образом:

В основе КПД гребного винта лежит фундаментальное соотношение

Если флажок Efficiency sensor установлен, блок вычисляет сглаженный КПД следующим образом:

Взаимодействие с окружающей средой

Если для параметра Translational connections установлено значение Conserving, блок использует постоянный коэффициент попутного потока для связи скорости судна со скоростью набегающего потока. Упор и скорость судна задаются через порты R2 и C2. Блок вычисляет скорость попутного потока следующим образом:

где

— скорость судна, которую можно задать относительно опорной через порты R2 и C2, учитывая, что ;
— значение параметра Wake fraction.

Если для параметра Translational connections установлено значение Signals, можно использовать порт Va для подачи сигнала скорости набегающего потока в виде скалярного сигнала. Блок выводит сигнал упора винта в виде скалярного скаляра через порт Th.

Регулируемый шаг винта

При установке флажка Controlled blade pitch можно параметризовать гребной винт в диапазоне углов установки лопастей и диаметра, . Значение необходимо указать в виде вектора в параметре Pitch-diameter ratio vector, P/D, где каждый элемент соответствует строке в матрицах и .

Инерция

Опционально можно включить инерцию поступательного и вращательного движения гребного винта. Для моделирования инерции установите для параметров Rotational connections или Translational connections значение Conserving, а затем установите флажок Model inertia. При установке флажка Model inertia и установке для параметра Rotational connections значения Conserving задайте начальную скорость вращения или крутящий момент на валу в группе параметров Initial targets или установите алгебраически связанную переменную с высоким приоритетом для инициализации инерции вращения. При установке флажка Model inertia и установке для параметра Translational connections значения Conserving задайте начальную скорость поступательного движения или упор в группе параметров Initial targets или установите алгебраически связанную переменную с высоким приоритетом для инициализации поступательной инерции.

Для ненаправленных портов с доменом вращательная механика блок регистрирует момент гидродинамических сил Q и Inertia.T.

Для ненаправленных портов с доменом поступательная механика блок регистрирует гидродинамический упор thrust и mass.F.

Допущения и ограничения

Блок рассматривает скорость жидкости и скорость вращения винта как квазистационарные во времени. Жидкость равномерно обтекает винт.
Если для параметра Parameterization установлено значение Polynomial fit, блок предполагает, что коэффициенты крутящего момента и упора винта симметричны первому квадранту.
Если для параметра Parameterization установлено значение Tabulated data for advance ratio, блок предполагает, что коэффициенты крутящего момента и упора одинаковы в первом и третьем квадрантах, а также во втором и четвертом квадрантах.
Если для параметра Parameterization установлено значение Tabulated data for advance angle, блок удаляет знак из . Для получения отрицательных значений упора и крутящего момента необходимо учитывать знаки в значениях и .

Переменные

Используйте группу параметров Initial targets, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

Порты

Ненаправленные

# R1 — вал гребного винта
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с валом гребного винта.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Rotational connections значение Conserving.

Имя для программного использования

rotational_rod_flange

# R2 — скорость судна и упор
поступательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный со скоростью судна и упором.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Translational connections значение Conserving.

Имя для программного использования

translational_rod_flange

# C2 — опорный поток
поступательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с движением течения, против которого вращается винт.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Translational connections значение Conserving.

Имя для программного использования

translational_case_flange

Выход

# Q — момент сопротивления лопастей винта, Н⋅м
скаляр

Details

Выходной порт скалярного сигнала, связанный с сопротивлением лопастей винта, измеряемым в Н⋅м.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Rotational connections значение Signals.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# Th — упор винта, Н
скаляр

Details

Выходной порт скалярного сигнала, связанный с упором, создаваемой винтом, измеряемой в ньютонах.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Translational connections значение Signals.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# E — коэффициент полезного действия, безразмерный
скаляр

Details

Выходной порт скалярного сигнала, связанный с коэффициентом полезного действия (КПД) винта. Сигнал КПД является функцией абсолютного значения относительной поступи винта.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Efficiency sensor.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Вход

# w — скорость вращения винта, рад/с
скаляр

Details

Входной порт скалярного сигнала, связанный со скоростью вращения винта, измеряемой в рад/с.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Rotational connections значение Signals.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# Va — скорость набегающего потока, м/с
скаляр

Details

Входной порт скалярного сигнала, связанный со скоростью потока, проходящего через винт, измеряемой в м/с.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Translational connections значение Signals.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# ρ — переменная плотность, кг/м³
скаляр

Details

Входной порт скалярного сигнала, связанный с плотностью жидкости, измеряемой в кг/м³.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Variable fluid density.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# PR — отношение шага винта к диаметру, безразмерное
скаляр

Details

Входной порт скалярного сигнала, связанный с шагом винта для заданного диаметра.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Controlled blade pitch.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Винт

# Parameterization — параметризация гребного винта
Constant coefficients | Polynomial fit | Tabulated data for advance ratio | Tabulated data for advance angle

Details

Параметризация гребного винта с помощью констант, полиномов, табличных коэффициентов упора и крутящего момента. Выберите один из следующих вариантов:

Constant coefficients — использование постоянных коэффициентов упора и крутящего момента в зависимости от относительной поступи винта.
Polynomial fit — использование полиномиальных коэффициентов для параметризации относительной поступи винта.
Tabulated data for advance ratio — использование табличных данных для параметризации относительной поступи винта.
Tabulated data for advance angle — использование коэффициентов упора и крутящего момента в зависимости от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти.

Для получения более подробной информации см. раздел Параметризации.

Значения	`Constant coefficients` \| `Polynomial fit` \| `Tabulated data for advance ratio` \| `Tabulated data for advance angle`
Значение по умолчанию	`Constant coefficients`
Имя для программного использования	`parameterization`
Вычисляемый	Нет

# Propeller direction — направление положительного упора
Positive rotational velocity generates positive thrust for positive thrust coefficients | Negative rotational velocity generates positive thrust for positive thrust coefficients

Details

И отрицательная, и положительная скорость вращения является источником положительного упора при положительных коэффициентах упора.

Значения	`Positive rotational velocity generates positive thrust for positive thrust coefficients` \| `Negative rotational velocity generates positive thrust for positive thrust coefficients`
Значение по умолчанию	`Positive rotational velocity generates positive thrust for positive thrust coefficients`
Имя для программного использования	`direction`
Вычисляемый	Нет

# Propeller diameter — диаметр винта
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Диаметр винта.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.2 m`
Имя для программного использования	`propeller_diameter`
Вычисляемый	Да

# Thrust coefficient, kT — коэффициент упора

Details

Безразмерный постоянный коэффициент упора при использовании постоянных коэффициентов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Constant coefficients.

Значение по умолчанию	`0.25`
Имя для программного использования	`K_T_const`
Вычисляемый	Да

# Resistive torque coefficient, kQ — коэффициент крутящего момента

Details

Безразмерный коэффициент сопротивления крутящего момента при использовании постоянных коэффициентов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Constant coefficients.

Значение по умолчанию	`0.05`
Имя для программного использования	`K_Q_const`
Вычисляемый	Да

# Controlled blade pitch — постоянный или регулируемый шаг винта

Details

Тип моделируемой лопасти. Снимите флажок для лопасти с постоянным шагом или установите флажок для лопасти с регулируемым шагом, который задается с помощью порта PR.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Polynomial fit, Tabulated data for advance ratio или Tabulated data for advance angle.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`controlled_pitch`
Вычисляемый	Нет

# kT polynomial coefficients (pN...p0) — полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициента упора

Details

Вектор безразмерных полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента упора. Укажите элементы в порядке убывания. Блок использует эти коэффициенты для создания интерполяционной таблицы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Polynomial fit и снимите флажок Controlled blade pitch.

Значение по умолчанию	`[0.063, -0.19, -0.25, 0.37]`
Имя для программного использования	`K_T_vector_polynomial_constant_pitch`
Вычисляемый	Да

# kQ polynomial coefficients (pN...p0) — полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициента крутящего момента

Details

Вектор безразмерных полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента крутящего момента. Укажите элементы в порядке убывания. Блок использует эти коэффициенты для создания интерполяционной таблицы.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.0043, -0.021, -0.03, 0.05]`
Имя для программного использования	`K_Q_vector_polynomial_constant_pitch`
Вычисляемый	Да

# Pitch-diameter ratio vector, P/D — значения отношения шага винта к диаметру для коэффициентов упора и крутящего момента

Details

Отношения шага винта к его диаметру. Каждому элементу соответствует строка в параметрах Table of kT polynomial coefficients (P/D, pN…p0) и Table of kQ polynomial coefficients (P/D, pN…p0).

Зависимости

Значение по умолчанию	`[-0.5, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1, 1.4]`
Имя для программного использования	`pitch_ratio_vector`
Вычисляемый	Да

# Table of kT polynomial coefficients (P/D, pN...p0) — полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициента упора в случае винтов с регулируемым шагом

Details

Таблица векторов полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента упора для заданных значений .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance ratio и установите флажок Controlled blade pitch.

Значение по умолчанию	`[0.04 -0.1 -0.24 0.12; 0.118 -0.24 -0.24 0.19; 0.082 -0.21 -0.25 0.28; 0.063 -0.19 -0.25 0.37; 0.055 -0.17 -0.25 0.45; 0.064 -0.21 -0.19 0.55]`
Имя для программного использования	`K_T_matrix_polynomial_controlled_pitch`
Вычисляемый	Да

# Table of kQ polynomial coefficients (P/D, pN...p0) — полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициента крутящего момента в случае винтов с регулируемым шагом

Details

Таблица векторов полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента крутящего момента для заданных значений .

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.02 -0.06 -0.02 0.02; 0.04 -0.034 -0.025 0.018; 0.0076 -0.02 -0.023 0.031; 0.0043 -0.021 -0.03 0.05; 0.0047 -0.024 -0.036 0.073; 0.0045 -0.025 -0.044 0.11]`
Имя для программного использования	`K_Q_matrix_polynomial_controlled_pitch`
Вычисляемый	Да

# Advance ratio vector, J — диапазон относительных поступей для табличных коэффициентов упора и крутящего момента

Details

Табличные значения относительных поступей. Каждый элемент имеет соответствующий элемент в параметрах Thrust coefficient vector, kT(J) и Resistive torque coefficient vector, kQ(J) или столбец в параметрах Thrust coefficient table, kT(P/D, J) и Resistive torque coefficient table, kQ(P/D, J).

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance ratio.

Значение по умолчанию	`[0.0, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.2, 1.5]`
Имя для программного использования	`J_vector`
Вычисляемый	Да

# Thrust coefficient vector, kT(J) — табличные значения коэффициента упора для заданной относительной поступи винта

Details

Табличные значения коэффициента упора в зависимости от относительной поступи винта.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance ratio и снимите флажок Controlled blade pitch.

Значение по умолчанию	`[0.37, 0.28, 0.21, 0.12, 0.033, -0.098, -0.23]`
Имя для программного использования	`K_T_vector_advance_ratio_constant_pitch`
Вычисляемый	Да

# Resistive torque coefficient vector, kQ(J) — табличные значения коэффициента крутящего момента для заданной относительной поступи винта

Details

Табличные значения коэффициента крутящего момента в зависимости от относительной поступи винта.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.049, 0.039, 0.03, 0.02, 0.0096, -0.0093, -0.028]`
Имя для программного использования	`K_Q_vector_advance_ratio_constant_pitch`
Вычисляемый	Да

# Interpolation method — метод интерполяции между значениями точек перегиба
Linear | Smooth

Details

Метод, используемый для интерполяции точек перегиба в интерполяционной таблице.

Linear — выберите это значение для наименьших вычислительных затрат.
Smooth — выберите это значение для получения непрерывной кривой с непрерывными производными первого порядка.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance ratio или Tabulated data for advance angle.

Значения	`Linear` \| `Smooth`
Значение по умолчанию	`Linear`
Имя для программного использования	`interpolation_type`
Вычисляемый	Нет

# Extrapolation method — метод обработки входных значений, выходящих за пределы диапазона набора данных точек перегиба
Linear | Nearest | Error

Details

Метод, используемый для экстраполяции точек перегиба в интерполяционной таблице. Этот метод определяет выходное значение, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов.

Linear — выберите это значение для получения кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest — выберите это значение, чтобы построить экстраполяцию, которая не выходит за пределы самой высокой точки данных и не опускается ниже самой низкой точки данных.
Error — выберите это значение, чтобы избежать экстраполяции, если вы хотите, чтобы ваши данные находились в пределах диапазона таблицы. Если входной сигнал выходит за пределы диапазона таблицы, моделирование останавливается и выводит ошибку.

Зависимости

Значения	`Linear` \| `Nearest` \| `Error`
Значение по умолчанию	`Linear`
Имя для программного использования	`extrapolation_type`
Вычисляемый	Нет

# Thrust coefficient table, kT(P/D, J) — табличные значения коэффициента упора для заданных отношения шага винта к диаметру и относительной поступи винта

Details

Табличные значения коэффициентов упора в зависимости от отношения шага винта к диаметру и относительной поступи винта. Столбцы соответствуют элементам параметра Advance ratio vector, J, а строки — элементам параметра Pitch-diameter ratio vector, P/D.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.12 0.04 -0.02 -0.083 -0.15 -0.24 -0.33; 0.19 0.1 0.029 -0.047 -0.12 -0.23 -0.35; 0.28 0.19 0.12 0.032 -0.054 -0.18 -0.31; 0.37 0.28 0.21 0.12 0.033 -0.098 -0.23; 0.45 0.36 0.29 0.21 0.13 -0.0057 -0.16; 0.54 0.47 0.41 0.33 0.25 0.13 0.0029]`
Имя для программного использования	`K_T_matrix_advance_ratio_controlled_pitch`
Вычисляемый	Да

# Resistive torque coefficient table, kQ(P/D, J) — табличные значения коэффициента крутящего момента для заданных отношения шага винта к диаметру и относительной поступи винта

Details

Табличные значения коэффициентов крутящего момента в зависимости от отношения шага винта к диаметру и относительной поступи винта. Столбцы соответствуют элементам параметра Advance ratio vector, J, а строки — элементам параметра Pitch-diameter ratio vector, P/D.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.02 0.0091 -0.0025 -0.017 -0.032 -0.056 -0.078; 0.017 0.011 0.006 0.0009 -0.0041 -0.012 -0.019; 0.03 0.022 0.015 0.0074 -0.0008 -0.013 -0.026; 0.049 0.039 0.03 0.02 0.0096 -0.0093 -0.028; 0.072 0.06 0.05 0.038 0.025 0.0042 -0.015; 0.11 0.097 0.085 0.071 0.057 0.033 0.0065]`
Имя для программного использования	`K_Q_matrix_advance_ratio_controlled_pitch`
Вычисляемый	Да

# Advance angle vector, β — возрастающие углы поступи
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Табличные значения углов поступи. Используйте монотонно возрастающий вектор, элементы которого находятся в диапазоне [0, 360] градусов. Во время моделирования угол поступи винта может находиться в диапазоне [0, 360) градусов, где блок охватывает угол от 0 до 360 градусов.

Если для параметра Extrapolation method установлено значение Linear или Nearest:

Если первый элемент не равен 0, то блок экстраполирует на основе первого или двух элементов, когда меньше первого элемента.
Если последний элемент не равен 360 градусам, то блок экстраполирует на основе последнего или двух элементов, когда больше последнего элемента.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance angle.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`[0.0, 40.0, 80.0, 120.0, 160.0, 200.0, 240.0, 280.0, 320.0, 360.0] deg`
Имя для программного использования	`beta_vector`
Вычисляемый	Да

# Thrust coefficient vector, Ct(β) — табличные коэффициенты упора для заданного угла поступи

Details

Табличные коэффициенты упора в зависимости от угла поступи. Этот коэффициент зависит от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Advance angle vector, β.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance angle и снимите флажок Controlled blade pitch.

Значение по умолчанию	`[0.06840402866513373, -0.06840402866513377, -0.17320508075688776, -0.1969615506024416, -0.12855752193730785, 0.0, 0.12855752193730785, 0.1969615506024416, 0.17320508075688776, 0.06840402866513377]`
Имя для программного использования	`C_T_vector`
Вычисляемый	Да

# Torque coefficient vector, Cq(β) — табличные коэффициенты крутящего момента для заданного угла поступи

Details

Табличные коэффициенты крутящего момента в зависимости от угла поступи. Этот коэффициент зависит от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Advance angle vector, β.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.0051303021498850295, -0.005130302149885033, -0.01299038105676658, -0.01477211629518312, -0.009641814145298088, 0.0, 0.009641814145298088, 0.01477211629518312, 0.01299038105676658, 0.005130302149885033]`
Имя для программного использования	`C_Q_vector`
Вычисляемый	Да

# Thrust coefficient table, Ct(P/D, β) — табличные коэффициенты упора для заданных отношения шага винта к диаметру и угла поступи

Details

Табличные коэффициенты упора в зависимости от отношения шага винта к диаметру и угла поступи.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Tabulated data for advance angle и установите флажок Controlled blade pitch.

Значение по умолчанию	[0.051303021498850306 -0.051303021498850306 -0.12990381056766578 -0.1477211629518312 -0.0964181414529809 0.0 0.0964181414529809 0.1477211629518312 0.12990381056766578 0.051303021498850306; 0.06840402866513375 -0.06840402866513375 -0.17320508075688773 -0.1969615506024416 -0.12855752193730788 0.0 0.12855752193730788 0.1969615506024416 0.17320508075688773 0.06840402866513375; 0.08550503583141718 -0.08550503583141718 -0.21650635094610965 -0.246201938253052 -0.16069690242163484 0.0 0.16069690242163484 0.246201938253052 0.21650635094610965 0.08550503583141718; 0.10260604299770061 -0.10260604299770061 -0.25980762113533157 -0.2954423259036624 -0.1928362829059618 0.0 0.1928362829059618 0.2954423259036624 0.25980762113533157 0.10260604299770061; 0.11970705016398404 -0.11970705016398404 -0.3031088913245535 -0.34468271355427277 -0.22497566339028877 0.0 0.22497566339028877 0.34468271355427277 0.3031088913245535 0.11970705016398404; 0.1368080573302675 -0.1368080573302675 -0.34641016151377546 -0.3939231012048832 -0.25711504387461576 0.0 0.25711504387461576 0.3939231012048832 0.34641016151377546 0.1368080573302675]
Имя для программного использования	`C_T_matrix`
Вычисляемый	Да

# Torque coefficient table, Cq(P/D, β) — табличные коэффициенты крутящего момента для заданных отношения шага винта к диаметру и угла поступи

Details

Табличные коэффициенты крутящего момента в зависимости от отношения шага винта к диаметру и угла поступи.

Зависимости

Значение по умолчанию	[0.0034202014332566874 -0.0034202014332566874 -0.008660254037844387 -0.00984807753012208 -0.006427876096865394 0.0 0.006427876096865394 0.00984807753012208 0.008660254037844387 0.0034202014332566874; 0.00513030214988503 -0.00513030214988503 -0.012990381056766578 -0.01477211629518312 -0.00964181414529809 0.0 0.00964181414529809 0.01477211629518312 0.012990381056766578 0.00513030214988503; 0.006840402866513375 -0.006840402866513375 -0.017320508075688773 -0.01969615506024416 -0.012855752193730788 0.0 0.012855752193730788 0.01969615506024416 0.017320508075688773 0.006840402866513375; 0.008550503583141718 -0.008550503583141718 -0.021650635094610966 -0.0246201938253052 -0.016069690242163485 0.0 0.016069690242163485 0.0246201938253052 0.021650635094610966 0.008550503583141718; 0.01026060429977006 -0.01026060429977006 -0.025980762113533156 -0.02954423259036624 -0.01928362829059618 0.0 0.01928362829059618 0.02954423259036624 0.025980762113533156 0.01026060429977006; 0.011970705016398407 -0.011970705016398407 -0.030310889132455353 -0.03446827135542729 -0.02249756633902888 0.0 0.02249756633902888 0.03446827135542729 0.030310889132455353 0.011970705016398407]
Имя для программного использования	`C_Q_matrix`
Вычисляемый	Да

Окружающая среда и динамика

# Variable fluid density — выбор плотности жидкости

Details

Если флажок снят, плотность жидкости считается постоянной. Если флажок установлен, плотность жидкости считается переменной.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`controlled_density`
Вычисляемый	Нет

# Fluid density — постоянное значение плотности жидкости
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

Постоянное значение плотности жидкости.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Variable fluid density.

Единицы измерения	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
Значение по умолчанию	`1000.0 kg/m^3`
Имя для программного использования	`rho_const`
Вычисляемый	Да

# Rotational connections — опция моделирования вращательного движения
Signals | Conserving

Details

Параметр, позволяющий моделировать скорость вращения гребного винта и крутящий момент сопротивления как входные и выходные скалярные сигналы соответственно или как вращательные соединения. Этот параметр определяет цвет вала на иконке блока, который указывает на домен скалярного сигнала.

Значения	`Signals` \| `Conserving`
Значение по умолчанию	`Conserving`
Имя для программного использования	`rotational_ports_type`
Вычисляемый	Нет

# Translational connections — опция моделирования поступательного движения
Signals | Conserving

Details

Параметр, позволяющий моделировать скорость набегающего потока и упор гребного винта как входные и выходные скалярные сигналы соответственно или как поступательные соединения. Этот параметр определяет цвет лопастей на иконке блока, который указывает на домен скалярного сигнала. При выборе значения Conserving постоянный коэффициент попутного потока уменьшает скорость набегающего потока относительно скорости судна.

Значения	`Signals` \| `Conserving`
Значение по умолчанию	`Conserving`
Имя для программного использования	`translational_ports_type`
Вычисляемый	Нет

# Wake fraction — процентное соотношение скорости движения судна к скорости попутного потока

Details

Уменьшение скорости судна относительно скорости набегающего потока. Для свободной воды используйте значение 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Translational connections значение Conserving.

Значение по умолчанию	`0.2`
Имя для программного использования	`wake_fraction`
Вычисляемый	Да

# Model inertia — опция моделирования инерции

Details

Установка этого флажка позволяет моделировать инерцию, обусловленную движением ротора. Блок применяет инерцию вращения в порту R1 и инерцию поступательного движения в порту R2.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Rotational connections или Translational connections значение Conserving.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_inertia`
Вычисляемый	Нет

# Propeller mass — масса винта
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug

Details

Масса гребного винта в сборе. Блок применяет инерцию поступательного движения в порту R2.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Translational connections значение Conserving и установите флажок Model inertia.

Единицы измерения	`kg` \| `mg` \| `g` \| `t` \| `lbm` \| `oz` \| `slug`
Значение по умолчанию	`10.0 kg`
Имя для программного использования	`m_propeller`
Вычисляемый	Да

Details

Инерция гребного винта в сборе. Блок применяет инерцию вращения в порту R1.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Rotational connections значение Conserving и установите флажок Model inertia.

Единицы измерения	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
Значение по умолчанию	`0.1 kg*m^2`
Имя для программного использования	`I_propeller`
Вычисляемый	Да

Продвинутые настройки

# Efficiency sensor — опция вывода информации о КПД

Details

Установка этого флажка позволяет активировать порт E, который выводит положительный сигнал КПД.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_efficiency_output`
Вычисляемый	Нет

# Rotational speed threshold — точка сглаживания скорости вращения
Hz | kHz | MHz | GHz

Details

Пороговое значение насыщения , после превышения которого блок применяет сглаживание до точки насыщения.

Единицы измерения	`Hz` \| `kHz` \| `MHz` \| `GHz`
Значение по умолчанию	`0.001 Hz`
Имя для программного использования	`rotational_frequency_threshold`
Вычисляемый	Да

# Saturation threshold for nondimensional coefficients — точка сглаживания безразмерных коэффициентов

Details

Пороговое значение насыщения , при котором блок применяет сглаживание к безразмерным коэффициентам.

Значение по умолчанию	`0.001`
Имя для программного использования	`saturation_threshold`
Вычисляемый	Да

# Check if operating beyond normal propeller operation — допуск рабочих границ
None | Error

Details

Параметр позволяет вывести ошибку при превышении винтом рабочих параметров. Блок проверяет, работает ли винт в первом квадранте. Если значения или не являются положительными, винт генерирует коэффициенты упора и крутящего момента с соответствующими знаками и выводит ошибку, если данный параметр настроен соответствующим образом. При увеличении значения параметра Rotational speed threshold срабатывание становится менее чувствительным.

Если для параметра Parameterization установлено значение Polynomial fit, блок выводит ошибку, когда винт превышает первый положительный корень из значения параметра .

Блок аппроксимирует гидродинамику, используя симметричное или асимметричное поведение относительно первого квадранта.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Polynomial fit или Tabulated data for advance ratio.

Значения	`None` \| `Error`
Значение по умолчанию	`None`
Имя для программного использования	`assert_action`
Вычисляемый	Нет

Литература

Bernitsas, Michael M., D. Ray, P. Kinley. «Kt, Kq and Efficiency Curves for the Wageningen B-Series Propellers.» Report 237. Department of Naval Architecture and Marine Engineering. College of Engineering. University of Michigan, 1981.
Carlton, J. S. Marine Propellers and Propulsion. Second edition. Oxford: Elsevier, 2007.