基于多种组合优化算法外形优化设计

针对船型特征参数和特征参数曲线对船体阻力性能的影响,首先利用CAESES软件建立完全参数化船体模型,并用FINE/Marine软件进行水动力性能计算,并与试验结果进行比较,验证了数值模拟的可靠性。对船型进行优化时,以设计航速2.02 m/s下的总阻力为优化目标,利用2种组合优化算法进行分析,发现第1种Sobol算法和NSGA-II算法组合优化算法具有优势。船型优化后球鼻首发生了显著变化,球鼻首变为抬首型球鼻首,其中,球鼻首的长度和宽度变化对船体阻力影响不大,基本上可以忽略。在设计航速下,优化后的总阻力减少14.89%,摩擦阻力减少0.43%,剩余阻力减少36.9%。     

沿海双桨货轮低阻船型

本船型是一种节能船型,它的线型特点是首都为“上翘首”,尾部为双尾鳍。 船模试验表明:该船型与常规双桨船型相比,满载状态下,F_n=0.19时,实船裸体有效马力可降低10.5％,剩余阻力系数下降38.2％。 如采用同样的主机(2×6350ZC)方案,则在额定功率的条件下,本船型与常规双桨船型相比,实船航速可提高0.71节;如与同样主尺度的单桨Todd线型比较,航速也可提高0.23节。在航速11节时本船型与常规双桨船型和单桨Todd船型相比,主机功率分别可降低19.8％和3.8％。 实船试航结果与船模试验的预报相当一致。     

双尾鳍客船线型优化试验研究

对设计航速在Fr=0.28～0.35之间、船型基本参数在L/B=5.5～6.0,B/T=3.5～4.0,CB≈0.55范围的方尾双浆快速客船船型,进行了一系列线型优化试验工作。通过对主船体的优化、球艏的优化及双尾鳍的优化,开发成功了低阻节能的方尾、球艏、外旋浆双尾鳍快速客船船型。其较优化对象在设计航速时可降低功率10%以上,而在稍低些的航速下可降低功率30～40%,与常规人字架Taylor船型相比可降低功率20～25%,与国内同类优秀双尾鳍船型相比,功率可降低10%左右。通过球艏估化研究,提示快速客船宜采用8～12%面积比的球艏,由此可降低剩余阻力15～20%,又不会招致低速时过大的阻力增加。在尾鳍的优化研究中着重研究了尾鳍形状与螺旋浆旋向的影响,取得了重大突破,揭示了随着航速的增加,切向伴流分量逐渐向有利于外旋桨的方向变化,对快速客船已能设计出适合于外旋桨并有最佳快速性能的双尾鳍船型。     

宽幅平底船型砰击载荷研究

针对宽幅平底船型在风浪中航行,其船艏底部易遭受砰击从而引发船体高频振动的现象,对某型宽幅平底船型进行了研究.通过对目标船艇开展理论计算、船模试验、实船测量等多项工作.研究了非常规船型的砰击载荷.运用理论研究和试验相结合的方法,开展了复杂船型的砰击载荷研究,提出了理论预报的估算公式.通过大量计算和相关试验,得出了船型、航速和海况是影响宽幅平底船型砰击载荷的三大主要因素的结论.     

7万吨级成品油船线型优化设计

介绍了当前国内外市场需求量较大的船舶品种之一--7万吨成品油船的船体线型优化设计,共进行了两次优化设计（艏部改型和艉部改型）,派生出三个不同的船型方案,其中包括两个不同的球艏和两个艉线型方案.船模试验结果表明：在设计航速处,改型方案2较方案1（原型）的兴波阻力下降21%,在较大的航速范围内其有效功率下降4.5%～1.9%,推进效率提高2.5%;而改型方案3则较方案1（原型）的兴波阻力下降30%,其有效功率下降5.7%～3.1%,推进效率提高2.6%.将其与现有同类船型的性能进行了比较,证明该船的最终船型方案是优秀的,改型是成功的.同时,本文也结合近代大方形系数船舶的船型特点,就艏艉线型变化对船舶阻力及推进性能的影响（特别是对船舶快速性能影响较大的横剖面形状、浮心位置、设计水线以及球艏形状）也进行了较为详尽的分析,提供了某些较佳尺度及参数范围以供设计人员参考.     

双艉船有效马力估算图谱的回归分析

双艉船型是目前广泛应用于长江等各内河水系的优秀节能船型，具有优良的快速性。船舶设计中的实船航速预报通常是以螺旋浆设计为基础，必须首先估算其有效马力。本语言对双艉船剩余阻力湿面积系数系列图谱进行回归分析，给出了剩余阻力湿面积系数的回归公式，供设计者参考。通过对回归公式计算结果与图谱计算结果的比较，表明给出的回归公式有很好的准确性。     

基于土屋孟公式的渔船有效马力估算

有效马力的快速估算是渔船总体设计的一个重要过程,我国传统渔船设计多为手工计算或DOS下的自编计算程序,适用于我国渔船的有效马力估算软件目前仍处于空白阶段。文章旨在选择一种适合我国渔船的渔船有效马力估算方法,并采用合适的高级程序语言将其编写成软件。采用该软件计算分析出的航速——有效马力对应曲线与船模水池试验获得的航速——有效马力曲线进行比较,曲线基本拟合,可适用于我国渔船总体设计。文章最后分析了基于土屋孟公式的渔船有效马力估算软件应用于渔船设计的可行性。     

“高超临界航行”的流体动力设计研究

文章提出了能够实现"高超临界航行"的新船型,并对该新船型进行了流体动力设计研究.通过理论分析及试验研究表明,采用新船型的超高速高超临界海上运输平台具有超高航速、优良的耐波性、极佳的稳定性和良好的经济性.     

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。     

船舶期望航速百分数的计算与分析

船舶耐波性指标是船舶营运决策及设计的一个重要依据,船舶作业时间百分数和期望航速百分数是目前常用的两个耐波性指标.文中从船舶在波浪中运动的机理出发,在船舶耐波性理论预报的基础上,介绍了船舶期望航速百分数的计算方法,对其进行了扼要分析,并指出船舶期望航速百分数常用于船型优化和耐波性设计方案优选.