基于船舶阻力性能的船型主尺度参数敏感度分析

采用回归分析法研究船型主尺度参数对阻力性能的敏感度。首先确定船型参数及其变化范围;然后,通过均匀试验设计方法在设计空间选取样本点,并采用流体分析软件(Shipflow)对每个样本点进行阻力性能数值计算,进而构建样本集,再采用径向基神经网络生成近似模型,并验证近似模型的精度;最后,利用回归分析法得到船型主尺度参数对阻力性能的敏感度排序。通过研究可确定对总阻力性能影响显著的主尺度参数,从而为船型主尺度优化的顺利进行打下基础。     

基于阻力图谱的船型参数敏感度分析

目前,已定性掌握船舶主尺度及主要船型系数对船舶阻力性能的影响趋势,但各个船型参数对阻力性能的具体影响程度仍不明确。为了确定各船型参数对阻力数值的贡献率,基于泰洛系列剩余阻力系数图谱,通过回归分析法,利用Isight软件在不同航速下对棱形系数、排水量长度系数以及宽度吃水比进行对剩余阻力系数的敏感度分析。结果得出各参数对剩余阻力的敏感度指数,并验证了已知船型参数对阻力的影响趋势。结果表明,敏感度分析结果具有较高的可信度,对于船舶设计具有一定的指导意义。     

小水线面双体船(SWATH)优化设计及数值方法

介绍了基于阻力最小的小水线面双体船主尺度优化方法,引入逐步二次回归的优化思想,结合可变误差多面体算法和乘子法,形成了独特的优化算法.开发了阻力计算和主尺度优化程序(SWATHRES和SWATHOPT),根据输入的主尺度及优化变量约束,程序内确定给定几何表达的主体和支柱船型,在指定的设计航速下,计算输出阻力最小的优化船型及相应的阻力曲线.计算表明:该系统可用于SWATH阻力预报和方案设计阶段的主尺度选型.     

4990载重吨原油轮快速性研究及船模试验

分析了在一定的设计条件下,船舶主尺度变化对阻力性能的影响,揭示出在设计状态下船舶阻力的基本特征,提出了优化本船快速性的有效措施,并通过研究船模试验结果,对开发船型的阻力性能进行了验证。     

深V船型大型化应用分析

将深V船型应用于大型化高速船的实船设计中,采用非线性型线变换生成多样化的型线方案,运用势流CFD方法对各型线方案进行兴波阻力船型优化。通过相同主尺度及设计排水量条件下的船模阻力对比试验,验证了优化后的深V船型可以在保持高傅汝德数Fr阻力性能优势的同时,在低傅汝德数Fr时拥有与圆舭船型相当的阻力性能。运用切片理论对深V船型进行耐波性理论预报,并对预报结果进行耐波性试验验证。试验结果表明,切片理论适用于瘦长型深V船型的耐波性预报。     

水下采油树阻力系数试验与数值模拟

为了给来流条件下采油树水动力荷载计算提供基础数据，建立水下采油树数值模型。基于有限体积法，采用商业软件STAR-CCM+，对采油树模型拖曳试验进行数值模拟，计算得到13种拖曳速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数，并在此基础上提出一种新的水下采油树模型拖曳试验方法，开展了39组拖曳试验，得到13种速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数。结果表明：阻力和阻力系数的试验数据与数值仿真数据基本保持一致，验证了结果的准确性和可靠性；水下采油树模型各方向阻力随拖曳速度的增加呈二次关系增加，阻力系数随速度的增加基本保持稳定；纵向、横向和垂向的阻力系数平均值约为0.432、0.479和0.446。数值模拟和试验得到的采油树阻力和阻力系数可为采油树水动力荷载计算提供关键基础数据。     

大方形系数高长宽比船型在限制航道内的阻力计算

为了解决生产上迫切需要解决的问题，本文收集分析了大方形系数高长宽比船型的浅水阻力试验资料以及现有狭航道应用的研究结果。运用这些研究成果，可实现航道参数、船舶主尺度、主机功率和设计航速的最佳配合，提高船舶运营经济性。     

基于改进Jackson船型的潜艇外形多学科设计优化

采用改进的Jackson潜艇线型控制方程,建立了潜艇船型的数学船型,在不影响船型描述的基础上,减少了设计参数。进而以流噪声最小、粘滞阻力最小和容积最大为目标,研究了潜艇外形设计的多学科优化。对SUBOFF潜艇模型优化的结果,使得容积增大5.81%,表面积增大4.39%,阻力系数减小5.556%,转捩区噪声减小7.46%,阻力减小1.36%,为改进设计提供了参考。     

加长平行中体对船舶快速性影响探讨

本文介绍了两艘单桨肥大型船舶的原船型及加长平行中体长度后，船型采用船模进行了船模阻力和自航试验。本文还讨论了不同主尺度单桨肥大型船加长不同长度平行中体后对快速性的影响，以及对不同船型的影响。     

长江客货船船模系列试验

长江客货船船模系列试验的主要对象是长江干线双桨客货船。对长江短途区间班轮和船型类似的内河船舶,也可参考使用。其船型参数范围如下: δ:0.52～0.64 L/B:4.6～7.0 B/T:3.6～6.0 文章给出了船型和阻力两套主要图谱。阻力图谱在F_n=0.20～0.32的范围内,以剩余阻力系数C_R形式给出。此外,还给出了当设计船舶的水线面系数和系列船型的水线面系数不同时的型值修正值和阻力修正图谱,以及变化吃水状态的阻力修正曲线。所有阻力图谱均用ITTC相关线计算摩擦阻力。文中也给出了将系列船型的阻力值转换到用柏兰特-许立汀(Prandtl-Schlichting)摩擦公式的转换方法。文章还介绍了系列船型与优良实船以及泰勒(Taylor)系列的阻力比较。最后通过一个计算实例介绍了图谱的使用方法。     

非线性规划法的最小阻力船型研究设计

以往采用模型试验方案缺少对阻力函数分析,导致设计效果较差。为了获得阻力性能优良船型,利用非线性规划研究最小阻力船型。以兴波阻力、粘压阻力和平板摩擦阻力之和的总阻力为目标函数,设计变量,以此修改船型参数。设置基本约束条件,结合最小阻力船型优化流程,分别对改良后的横向剖面和线型进行分析,由此完成最小阻力船型设计。以集装箱船为试验对象,对比分析模型试验方案和非线性规划方案船型所受阻力情况。由对比结果可知,明显降阻效果证实非线性规划方案更为合理。     

L/B参数对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响

为了探讨船型参数L/B对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响,建立该船型有效功率的定量预报系统,作者在B/T系列和CB系列船模试验之后,又进行了L/B系列船模试验.L/B系列船模共4艘,通过每条船模3个不同排水量的静水阻力试验,给出了L/B=8.0～11.65范围的剩余阻力系数图谱和L/B参数影响对剩余阻力系数的修正图谱,获得了一些有益的结论,供设计部门使用参考.     

大吨位浅吃水船型探讨

大吨位浅吃水船型有较佳的经济性。本文计算分析了浅吃水船的阻力、推进性能、适航性、操纵性及综合经济性后,给出了供方案探讨时选择主尺度方案的简便图谱。据此可迅速估算满足要求的大吨位浅吃水船型的主尺度范围、航速、主机功率、横摇周期等参数,并给出了它们的经济性指标,为进一步确定主尺度方案要素提供参考数据。     

B/T参数对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响

为了解决双桨大长宽比超肥大船型有效功率的定量预报,作者在母型优化的基础上,将影响船舶阻力性能的重要参数B/T在优秀母型船B/T参数附近作小范围变化,进行了B/T系列船模试验,探讨B/T参数变化对该船型阻力性能的影响.通过三条船模,每一条船模3个不同排水量的系列船模静水阻力试验,给出了船型参数B/T=2.8～3.8常用范围的双桨大长宽比超肥大船型剩余阻力系数图谱和剩余阻力修正系数图谱,供设计部门使用.     

基于互联网的船型设计与航速预报应用服务系统

在702研究所微机版软件系统SHIDS3.0的基础上,开发了基于互联网的、界面友好的在线式船型设计与航速预报应用服务系统SHIDSweb。重点介绍了该软件的开发过程、技术优势及其应用情况、收费与网络用户管理机制、用户开发及未来发展计划。用户可根据船舶主尺度和主机参数,通过互联网应用该系统快速进行船型设计、静水力计算、阻力及自航因子估算、螺旋桨设计及航速预报,并对该船型进行耐波性和操纵性初步估算。该系统同时提供了船型几何及其快速性能试验结果的数据库查询。     

基于核主成分分析方法的标准化船型设计优化

合理选择船型、主尺度、船舶型线,减少船舶阻力,减少污染,降低能耗,保护环境,是船舶设计过程中应注意的十分重要的问题.但是最佳船型方案选择是一个复杂的多变量、多目标的系统优化工程.核主成分分析方法(KPCA)是目前一种常用的综合评价方法.它不仅具有优秀的主元提取性能,更尤其适合于处理非线性问题,对内河干散货运输船型设计优化具有很好的实际应用价值和指导作用.     

悬链锚腿式单点系泊系统设计水深估算

设计水深是悬链锚腿式单点系泊选址时首要考虑的因素.目前船级社规范中给出了确定设计水深的方法,但是该方法对于船型尺度和环境参数等基础数据要求较高,在项目前期设计阶段往往难以直接应用.采用数值分析方法研究主流系泊船型在不同环境组合条件下的运动响应特征,进而提出基于系泊船型吃水直接计算最小水深的设计水深系数,并与物模试验结果...     

高速双体船的阻力计算

本文根据16条对称片作圆舭型高速双体船的阻力试验资料，运用多元线性回归分析方法，研究高速双体船剩余阻力系数C_r随傅汝德数Fn的变化规律，提出了剩余阻力系数曲线（C_r～Fn曲线）的表达方法。用本文提出的方法计算圆船型高速双体船的剩余阻力系数，在95％的概率下，误差小于5％，较目前使用的其它方法计算简便、精确度高、适用的速度范围广，可供高速双体船设计时估算阻力使用。     

新型小水线面穿浪双体船的阻力性能研究

为了研究某新船型的开发以及快速性问题,本文提出并介绍了一种新型小水线面穿浪杂交双体船的构型,首先对其开展了相关的模型拖曳试验,然后基于RANS方法、数值水池以及6-DOF运动模型的数值模拟方法对该船型的阻力性能进行数值计算,通过与试验结果的对比,验证了该数值模拟方法的可行性;同时对该船型在其他不同工况下的阻力性能也进行了数值计算,并对排水量和主尺度相似的WPC和SWATH也进行了数值计算,研究结果表明:对比不同工况下该船型的数值计算结果,发现正浮时的阻力、升沉以及纵倾角都要小于有初始纵倾角的值;在中低速时三种船型的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉差别很小,高速时该杂交双体船的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉都要小于WPC以及SWATH,从而说明了该船型在高速时具有优于同排水量和主尺度的WPC和SWATH的阻力性能。     

渔船球鼻艏参数优化研究

优化球鼻艏形状可以改善船舶阻力性能.本文以阻力最小为目标,提出了一种渔船球艏优化方法.首先对渔船球鼻艏进行参数化建模,以球鼻艏的设计参数作为设计变量,利用敏感性分析方法结合CFD技术对设计变量进行灵敏度分析,甄别出对阻力性能变化最为敏感的若干设计变量;然后,使用穷举搜索法对样本空间进行采样,并通过CFD技术进行阻力预报;最后建立阻力系数与设计变量之间的替代模型,利用遗传算法优化渔船性能,获得阻力最优对应的球艏形状.研究表明,在设计工况,采用该方法优化后的船型较初始船型总阻力降低2.68％.