螺旋桨的设计需要船体-螺旋桨-主机三者完整配合,其成效关系到目标航行器的快速性及经济效益。系列螺旋桨的水动力试验图谱为此提供了实用可靠的设计资料,在行业内得到了广泛运用。但是基于图谱的手工绘图、列表计算等过程繁琐复杂,需要设计者的取值经验与多次迭代。在完成螺旋桨要素设计后,需要生成高精度的三维实体(密封)模型以衔接CFD、CAE、CAM等工程技术。而螺旋桨建模过程操作繁琐、描点数多且易出错,尤其对于需要大量不同模型的螺旋桨敞水试验和一些桨型优化研究而言,螺旋桨建模工作量极重。因此,实现螺旋桨的计算机辅助设计与三维建模的参数化等关键技术,对于提高今天我国船舶行业的智造水平有较高的意义。本文研究并开发了一套基于系列螺旋桨图谱的螺旋桨计算机辅助设计工具,可以高效地完成从最佳要素计算到模型输出的全部螺旋桨设计工作。该工具分为螺旋桨设计与建模两大部分,前者为C#语言开发的窗体程序,后者为搭建于Grasshopper下的图形化程序。整体上该工具具有螺旋桨最佳要素计算、空泡限制、强度校核及螺距修正、型值计算及输出以及自动三维建模等功能模块。其主要特点是采用参数化、模块化的系统设计,用户可以灵活地自定义螺旋桨设计需求与螺旋桨的形状要素,同时并不要求用户具有高超的专业知识。该工具主要面向中小型船厂或其他航行器设计生产商,可以以极高的性价比完成螺旋桨设计。以螺旋桨技术为基础,研究内容主要有5个方面:基于螺旋桨终结设计的总体流程设计、参数化的功能模块设计、设计过程的计算机化(算法研究)、螺旋桨数据库的建设以及螺旋桨参数化三维建模。编程实现整套工具后,再通过工程设计案例测试,验证工具设计的精确性与高效性。最后借由两个扩展应用案例,补充性地表现工具在螺旋桨研究与设计工作中的实用性:其中提出了一种基于多目标遗传算法实现螺旋桨智能化设计的方法,并探讨了 Kappel Propeller型叶梢在系列螺旋桨设计上的一般性。