3100箱船总体线型优化开发

针对3100TEU集装箱船总体技术要求,设计初步的船舶线型方案。在初始线型的基础上,为优化船舶各吃水下的阻力性能,对船舶直艏进行参数化建模和优化;利用半参数化方法基于船东营运需求,进行多轮优化;采用NAPA软件对总体性能进行全面的校核。对最终优化的线型进行船模试验验证。结果表明,航速达到优化目标要求。     

2.5万载重吨多用途干货船船型优化及节能装置

介绍2.5万DWT肥大型多用途干散货船船型优化及节能装置的船模试验研究.其船体线型优化设计和球艏的优选,在上海船舶运输科学研究所拖曳水池进行.文中给出了船模阻力、自航和尾部伴流场测试的试验结果,分析了船型变化对快速性的影响,同时介绍了尾部加装节能装置前置导管及舵球的节能效果.该船型优秀,快速性指标先进,是经济高效船舶.实船正在建造中.     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

针对一型具有水下多种工程作业功能的3 000 m深潜水作业支持船这一大型复杂船型,基于数值模拟方法进行快速性综合优化研究。数值模拟船体艏部形状、艉封板高度及小尾鳍角度等变化,分析艏艉部线型的改变对船体阻力及伴流的影响。根据分析计算结果综合优化船体线型,预估船舶航速,并在水池对最终优化后的船型进行模型试验。结果表明:试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线综合优化设计思路的正确性。     

SBD技术在"探索一号"科考船线型设计中的应用

文章介绍了"探索一号"科考船船体改型设计及基于数值仿真方法(Simulation Based Design,SBD)的艏部线型优化设计。首先,依据总体设计要求,对原船艏部进行了加长并开展了线型设计,采用基于RANS的数值评估方法对改型前后船舶阻力进行计算分析。在此基础上,采用SBD技术开展了艏部线型优化设计,以设计航速时的总阻力作为目标函数,FFD方法实现船体几何自动重构,利用粒子群优化算法对线型优化设计问题进行求解,设计结果表明:在满足工程约束条件下,最优方案总阻力收益十分显著,航速12kns时模型总阻力减小了7.7%,剩余阻力系数减小了26.6%。     

海洋科考船艏部线型设计

以3艘海洋科考船为研究对象,采用CFD软件模拟不同艏部线型在经济航速和最大航速下艏部兴波波形和自由液面气泡沿船体曲面下泄轨迹.计算结果表明,球鼻艏线型可明显降低船首兴波波峰高度;安装导流罩可以解决船底宽度不满足多波束设备宽度的问题,但同时会增加船舶阻力并产生紊流;采用一体化隐式球艏线型有较好的兴波阻力性能同时兼顾较强的防气泡能力.     

22000kW深水三用工作船快速性分析

综合考虑22 000 k W深水三用工作船的主尺度和船型系数,对船艏线型、船艉线型和横剖面面积曲线进行分析,利用CFD软件计算兴波阻力并优化线型,选择最优线型进行船模快速性试验。与国外某三用工作船快速性比较表明,22 000 k W深水三用工作船快速性具有明显优势。     

84000立方米VLGC线型优化设计与研究

论文介绍了为VLGC船设计的常规球鼻艏型、隐形球艏型两种船首方案的初始线型,并对两种方案进行了前体兴波优化和比较分析,最终选用常规球艏,获得较弱兴波。对后体,在满足了主机布置的前提下,延长了去流段,降低了粘压阻力。本例设计优化工作中,运用阻力评估软件Rapid优化线型,经历了两次船模试验的验证,线型优化后的方案3较优化后的方案1_Opt,可提高航速0.2kn,或在相同航速时可降低5%左右的功率。在工作前期利用Rapid评估线型之优劣,后期利用Star-CCM+作进一步确认,两款软件对线型优劣的评估与试验结果一致,说明CFD优化设计工具具有一定的可靠性。     

中型豪华游船直立艏型线设计和优化研究

为改善一型7万总吨级中型豪华游船的经济性和舒适性,在常规球艏优化方案的基础上,开展直立艏的型线设计和优化研究。首先,针对多个典型营运速度下的阻力性能,应用型线优化软件CAESES和CFD软件SHIPFLOW组成的数值优化平台,采用全参数化方法,对船艏型线进行自动优化。然后,应用NUMECA-FINE/Marine软件,对优化方案在经济航速、巡航速度和设计航速三个工况下的静水中的阻力进行更为精细的数值验算,确认优化效果。最后,对常规球艏和优化的直立艏两个方案分别开展模型静水阻力试验和波浪中的阻力试验。静水中的试验结果证实,直立艏优化方案在三个典型航速下的阻力都明显小于常规球艏方案;设计吃水、设计航速下迎浪规则波中的试验结果表明,相比于常规球艏方案,直立艏优化方案的波浪增阻明显更小,垂荡和纵摇响应总体上也有所减小,营运经济性和舒适性都能得到一定程度的提升。     

基于响应面的渔船球鼻艏参数分析及多航速自动优化

远洋金枪鱼围网渔船是一种中、高速的作业型船舶,加装球鼻艏并进行优化可以有效降低其兴波阻力。通过一种改造型值的球鼻艏变换方法,由球鼻艏的长度、宽度、高度及尖点高度参数直接生成用于CFD计算的船体型值,可以快速探讨球鼻艏对兴波阻力的影响。兴波阻力的计算采用Rankine源势流理论,运用试验设计方法生成球鼻艏参数对兴波阻力影响的响应面模型。该模型表明,各参数的影响是复杂且耦合的,难以呈现单调的规律性,且在不同航速下其影响规律也有差异。优化球鼻艏的过程选用结合响应面的快速优化方法,通过优化,发现传统的对单一设计航速的优化可能会出现在较低的服务航速下阻力增加的情形,而采用多个航速的阻力优化方法则在设计航速与服务航速下同时具有减阻节能效果。     

基于CFD的超大型液化气船型线优化

考虑到船舶实际营运过程中的营运剖面在船舶型线设计中的重要性,针对超大型液化气船,引入一种直立楔形艏部,分析其水动力特性并与传统球鼻艏进行对比,制定适用于工程设计的完整流程。采用势流软件结合自动优化平台进行自动优化,采用粘性流软件对优化后的线型进行计算对比,并在最后经过船模试验的验证。     

24000t运木散货船球首及尾部节能装置试验研究

改善船舶快速性，提高节能效果，从而提高船舶营运经济性日益受到国内外船东的关注。七○八所设计的出口船２４０００ｔ运木散货船由于船东对主尺度的限制比较苛刻，引起航速紧张，经我所船模试验研究改进后，达到并略超过了船东要求的先进技术指标，较８０年代日本建造的同类型船的每吨海里油耗降低４５％～５７％，并比１９９５年日本新建的同型船的油耗低２％～２３％。介绍该船线型优化、球首设计及前置节能导管舵球节能装置的试验结果。     

24000t运木散货船球首及尾部节能装置试验…

改善船舶快速性，提高节能效果，从而提高船舶营运经济性日益受到国内外船东的关注。一０八所设计的出口船２４０００ｔ运木散货船由于船东对主尺度的限制比较苛刻，引起航速紧张，经我所船模试验研究改进后，达到并略超过了船东要求的先进技术指标，较８０年代日本建造的同类型船的每号海里油耗降低４５％－５７％，并此１９９５年日本新建的同型船的油耗低２％－２３％。介绍该船线型优化、球首设计及前置节能导管有节能装置的试验     

斧艏线型在高速艇中的应用

高速艇线型优化是方案设计的重点，采用CFD方法，对适用于排水型高速艇的斧式直首线型进行分析研究。通过对某常规高速船线型进行艏部改型，改型中主要控制船体中部以及尾部保持一致，仅将艏部改为斧艏线型，比较静水力性能以及水动力性能，包括快速性和耐波性等，分析两种线型的优劣。采用RANS方法以及势流的方法进行计。根据文章采取的不同减阻方案，优化后的线型具有较为明显的减阻效果，并且斧艏线型具有更优秀的耐波性。     

5万吨散货船型线优化及节能导轮设计研究

随着对船舶能耗和排放要求的不断提高,绿色船型的开发、创新型节能技术的应用日益受到航运界和造船界的广泛关注。针对一型5万吨散货船,在满足排水量、总布置要求以及减少压载水总量的条件下,采用计算流体动力学方法开展了线型优化。在最终优化线型的基础上进行了节能导轮的优选设计,提出了与船尾适配的椭圆型导轮方案,进一步提高了船舶的能效。在水池开展了快速性对比试验,试验结果表明节能导轮在设计点处具有4.3%的节能效果,且加装了节能导轮的船型方案快速性能优异,满足设计指标。     

大型巡航救助船快速性研究

结合大型巡航救助船的功能需求和主尺度特点,对其快速性进行分析。采用计算流体力学(CFD)技术对原型方案的线型进行阻力性能计算。根据计算结果,分别对艏部轮廓线形状、球艏、呆木和支架进行优化,得到最终方案,该方案的阻力相比原型方案大幅减小。对最终方案进行模型试验,模型试验结果与CFD计算结果的吻合度良好,证明该船采用的线型优化方法是可靠、可用的。     

GONDOLA型多波束附体对船舶阻力性能的影响

文章采用数值模拟的方法对船舶光体、光体+多波束附体分别进行了模拟计算。收敛后提取典型航速下的自由面兴波图及表面流线图、不同航速下的模型阻力值等,然后对模型阻力进行汇总及实船换算,得出船舶阻力数据表,绘制船舶阻力曲线图。本研究成果很好地说明了数值模拟方法在流场信息表达及船舶阻力预报方面的优势,多波束附体对船舶阻力性能的影响,为船舶快速性设计及多波束附体线型优化提供了依据。     

7000m3多用途乙烯运输船快速性研究

针对一艘多用途乙烯运输船的快速性优化研究,提出了船体线型优化的一些思路.适当增加船宽或吃水以降低方形系数;降低主机转速增大螺旋桨最佳直径;采用CFD软件做初步评估,通过船模试验做最终航速预报,并提出应注意纵倾变化对快速性的影响.     

一种新型双艏双向船型

使用三维建模软件,构建双艏双向船舶的理论模型。根据船舶快速性和船舶操纵性等专业知识,对双艏双向船舶进行定性分析和回转性能定量计算。计算结果表明:双艏双向船舶避免了船舶耗能耗时以及在回转过程中出现的回转失速和船体结构破坏等危险。作为一种新型船舶,它不仅能够提高船舶操纵性和推动效率,实现了节能减排,而且降低了成本费用。     

16000 DWT成品油船快速性能改进研究

文章对现有16000 DWT油船进行了研究分析,提出增设球艏,对船舶艉型进行改进,寻求桨舵合理配合等多个可行性方案,并进行分析比较及模型试验研究.研究结果表明:尾部线型局部优化改型,节能效果最为明显,所需功率降低23%左右.在相同主机功率下,改型艉方案较原型方案航速可提高0.8 kn.舵型改型也有较好的效果,新设计的高效鱼艉组合舵与原舵相比,船舶所需功率降低约4%,在相同主机功率下,航速可提高0.17 kn,桨舵配合优化取得了较好的结果.本船由于航速较低,兴波阻力在总阻力中所占比例较小,加装球艏意义不大.本船采用"改型艉 改型舵"方案,在相同航速下,主机功率可以节省约27%;在相同主机功率下,航速可提高0.98 kn.     

重庆—上海江海直达船船型优化

为提升重庆—上海过闸型江海直达船的航行性能和经济性,以满足通过三峡船闸船舶吃水要求的江海直达船型为研究对象,以排水体积和浮心纵向位置为约束条件,采用理论设计与数值计算相结合的方法优化船型。采用Rhinoceros软件进行船体建模,采用CAESES（FRIENDSHIP-Framework）软件进行半参数化模型优化,采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）技术进行阻力预报。通过2轮优化对比,优化船型在10 kn、13 kn和16 kn航速下的总阻力相比原始船型分别减小10.76%、8.18%和1.86%。研究表明：垂直艏+下凸艉组合的减阻效果要优于尖直艏+平直艉组合,且航速越低,减阻效果越明显;采用多航速验证方法能有效避免固定航速船型优化的局限性。研究结果可供江海直达船的船型设计和建造参考。 关键词：型线优化;总阻力;多航速;江海直达船;SBD技术