优化算法在船体型线参数化设计中的应用

以目标船舶主尺度要素和承载船舶信息的基本曲线为输入信息,以曲线应变能为目标函数,提出参数化生成以NURBS表示船体型线的数学模型,采用两种优化计算方法(牛顿/拉夫森迭代法和微分群体智能算法)来数值求解该模型,并比较了不同算法所得出的船体曲线和计算过程。结果表明,依据本文介绍的数值算法,经参数化生成的船体型线能满足工程应用要求,并有望在船型优化设计中应用。     

浅水高速艇的快速性研究

本文提供了一种内河浅水型高速艇艇型.针对该型线又进行了不同水深的阻力模型拖曳试验,并根据试验结果讨论了高速艇的浅水效应.结果表明,该艇的水动力性能优于常规的高速艇艇型.配合本文提出的带有侧进水口及底进水口的双进水口喷水推进系统的概念设计,该高速艇可在深水中高速航行、在浅水中安全航行,有效最小水深可和该艇的静态吃水相当.     

不同侧船体对三体船横稳性的影响研究

为考察侧船体对三体船水动力性能的影响,特别是对横稳性的影响,构建了四型主船体相同而侧船体不同的三体船型线方案,计算了各型线方案的横稳性高,再应用 CFD 工具分析了不同侧船体方案对三体船阻力和横倾恢复力矩的影响,并通过模型试验对 CFD 阻力结果进行了验证。对比分析三体船初稳性高和横倾恢复力矩等数据发现,侧船体排水体积虽小,但作用在其上的横向动升力矩对三体船横稳性的影响不可忽视,特别是在航速较高时。     

减压拖曳水池的桨模试验

本文选用标准桨模4119，在减压拖曳水池进行了常压下的敞水重复试验及减压下的空泡性能试验。针对该水池的测试设备和试验方法，分析了本次敞水试验的测量不确定度，并与国外公布的试验数据进行了比较。桨模空泡性能试验是减压拖曳水池的特色试验，本文也对该试验结果进行了分析，并与空泡水筒的试验数据进行了比较。     

一种快速评估方法在船舶线型优化中的应用

采用一种势流兴波数值优化方法与RANS求解器的优化结合的方法对某中速船的首部进行线型优化,以便使其速度达到设计要求.经过多轮数值优化试验,取得一个优化方案.最终的优化方案经模型试验验证,总阻力下降约2.7%,预报航速提高约0.4kn.     

参数化的船型设计方法

根据特征参数和特征线,生成光顺的船体线型是造船工作者梦寐以求的目标。基于光顺曲线的参数化设计,提出了参数化的船型设计方法。该方法可根据特征参数和特征线快速开发出具有优秀航行性能的、光顺的船舶型线。设计实例表明了该设计方法的可行性。     

CAE在船舶性能研究领域的应用

论述了计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称CAE)技术的重要性及其在船舶性能领域应用的可行性。从原理、特点、功能、构成、应用效果及未来发展诸方面介绍了中国船舶科学研究中心在CAE技术领域自主创新的技术成果和在研项目,其中包括船型设计系统、水动力性能预报系统、数字水池试验系统、数值水池仿真系统和船舶技术性能数据库等五大系统。上述诸系统既相互独立,又有机联系,共同构成船舶性能研究的综合系统。     

大型平板在高雷诺数下喷气减阻试验研究

针对船舶减阻,论文采用主动喷射气体减阻方式,在国内循环水槽中首次开展大型平板在高雷诺数条件下喷射气体沿流程方向阻力分布特性及其减阻持续距离的试验研究,考察喷射气体减阻的3个阶段:气泡减阻阶段(bubble drag reduction,BDR),过渡阶段(transition),气层(膜)减阻阶段(air layer drag reduction,ALDR)。试验结果表明,气层(膜)减阻是非常有效及有应用前景的减阻方式。在形成有效气层时,较经济的气层名义厚度约为7~8 mm,在两侧设置50 mm气体逃逸挡板条件下,减阻持续距离可达9 m。根据试验测量结果,在较大气泡直径(毫米级)状态,浮力与升力(剪切力)的比值对气泡的运动扩散有较重要的影响。采用无量纲相似参数vg/u_τ~3可获取形成气层(ALDR)的临界气体流量曲线,为不同雷诺数下精确预报气体流量提供相似性分析的技术手段。     

快艇气泡减阻的原理研究与相似比分析

分析了高速气泡船气液两相流动的特征,进而将气泡船复杂的三维流动简化为两维人工气泡绕流的两相流物理模型,并提出了两维人工气泡绕流的相似律.采用有限体积法和VOF方法,建立了两维人工气泡绕流的数学模型.应用该数学模型,研究了气泡船在无气泡、气泡封闭、气泡半开三种典型绕流时的气液流场特性,得到了气泡长度、气泡形状随来流速度、气泡腔压力、气体流量的变化规律,分析得出了在高速气泡船底部形成稳定气泡的力学条件.相关研究结果对高速气泡船底部气泡腔的设计具有指导意义.     

中国船舶科学研究中心关于船舶性能新技术的研究进展

阐述了船舶性能新技术的重要性，并从原理、特点、功能、构成、应用效果诸方面较为详尽地介绍了中国船舶科学研究中心在船舶性能新技术领域的自主创新的若干成果，其中包括船型和性能数据库、船舶水动力性能集成设计系统、螺旋桨设计软件包、计算流体力学技术、掠海地效翼船、小水线面双体船、水翼船等七项研发成果。