目前螺旋桨设计使用最广的一种方法是应用螺旋桨模型系列敞水试验结果绘制的各种螺旋桨设计图谱进行设计，设计的螺旋桨安全余量偏大，不仅增加了螺旋桨的生产成本，而且还会影响螺旋桨的推进性能，计算量大且设计过程繁琐。此外，如何通过已知的螺旋桨参数表和型值表来得到螺旋桨的三维模型是影响螺旋桨制造精度的一个非常重要的步骤，传统的螺旋桨绘图/建模方法通过手工绘制，不仅耗时，而且精度不高。论文针对螺旋桨敞水效率优化计算以及螺旋桨叶片三维坐标的计算开展了一些工作，所做的工作以及结论如下:　　(1)针对船用螺旋桨敞水效率的影响因素，在详细分析螺旋桨效率限制条件的情况下，建立螺旋桨敞水性能的优化设计数学模型，在满足空泡性、螺旋桨推力、船舶进速、结构安全余度等的前提下，力求使螺旋桨的推进效率最高。以影响螺旋桨推进效率的主要因素（桨叶数、直径大小、螺距比、盘面比）作为变量，以动力条件、扭矩系数、转矩系数以及不发生空泡条件等作为约束条件，进行数学建模，先将给出的螺旋桨有效马力曲线，用matlab进行拟合，获得所需要的公式，代入所建立的优化模型，再用遗传算法对所建立的螺旋桨优化设计模型进行求解。最后通过计算实例进行验证，实例表明，利用多岛遗传算法优化设计得到的效率，比传统的图谱设计结果要高4.5％左右。　　(2)对螺旋桨敞水效率优化计算进行数值实验研究，探讨了多岛遗传算法中各主要参数（例如子种群数、岛的数量、进化代数、交叉率、变异率、岛间迁移率等）对于其求解结果（收敛速度、结果）的影响，以保证算法在优化螺旋桨设计问题时，能够得到比较好的结果。经过实验发现，当子种群数量、进化代数偏小，即计算次数偏小时，由于算法还没有收敛，所得结果具有较大的不确定性，不易得到最优解;当子种群数量、进化代数过大时，由于算法在到达总计算次数之前已经收敛并得到最优解，浪费了计算机的工作时间;更大或者更小的岛间迁移率，可能会导致优秀基因的丢失或不易获得，从而不利于优化结果;交叉概率越高，新结构引入群体就越快，丢失已经获得的优良基因结构的速度也随之升高，而交叉概率太低则会产生搜索阻滞的现象;变异概率也一样，数值太小，可能会无法获得更优的基因，而变异概率太高，则会使优秀基因的丢失速度加快，导致遗传搜索变成随机搜索。　　(3)论文对螺旋桨三维坐标计算进行了探讨。基于螺旋桨二维剖面型值坐标与三维空间坐标的投影转换、倾角等参数关系，在考虑了剖面伸展轮廓、螺距角的旋转、螺旋桨纵斜等因素的情况下，逐步推导并最终得到螺旋桨三维坐标计算公式。然后探讨了螺旋桨三维坐标计算的计算机实现，利用计算机程序来解决螺旋桨复杂的空间点坐标计算以及生成问题，利用螺旋桨直径、螺距比、盘面比以及螺旋桨桨叶的二维型值等参数，即可获得所需要的螺旋桨各个叶切面的各个离散点的全部型值点三维坐标文件。并将所得的螺旋桨三维型值点坐标应用于螺旋桨数控加工仿真中。实例表明，这种建模方法不仅给数控加工提供了更高精度的螺旋桨三维建模，而且大大缩短了螺旋桨三维建模的周期，提高了螺旋桨设计效率。