V型无压载水船舶型线设计变换研究

无压载水船舶作为一种新的船舶设计理念已经在国外展开了相关的研究,而在中国还研究甚少。就V型无压载水方案的型线设计变换进行研究,首次提出基于母型的横剖面面积曲线基本不变的V型无压载水型线设计变换方法。该方法对母型船的型线进行底部V型变换,使设计船舶的底部呈现一定的倾角,同时增大船宽。变换后设计船舶的横剖面面积曲线和母型船保持一致,变换方法简单可靠,在保证设计船舶的船长、设计吃水、排水量等参数基本不变的情况下,较好地解决了设计船舶型线的光顺性问题。     

用母型船变换方法设计船舶型线

本文提出了一种通过变换母型船生成船舶生成船舶型线的方法。通过对母型船作一系列变换，例如；主尺度变换、型深变换、龙骨半宽变换、舭部升高变换、舯剖面系数变换、横剖面面积曲线变换、设计水线变换和甲板边线变换，生成满足设计要求的新的船舶型线。     

基于主要尺度要素的船型变换

针对船舶设计优化过程中性能计算提出一种船型变换方法,以7个主要尺度要素为变量改变船型,由母型船快速派生出系列船型,并以某三体船主体为示例,阐述船型变换的基本原理.     

船舶设计参数变化对建造成本的影响

一前言为了适应国内外船舶市场的需要,一个科学的计算机辅助船舶报价系统正在形成。就目前用母型船转换设计参数作为估算建造成本(以下简称“成本”)的方法而言,若船东所提出的载重量、主尺度、航速等技术参数与母型船不完全相同时,如何完成尺度差异上的转换,并快速地计算出相应的成本,这是本文所论述的中心内容;对那些合同前设计参数变更,而需要     

一种实用的水线面变换方法

通过设计线面变换变换与横剖面面积曲线变换，保持横剖面面积线不变，获得满足设计水线面积系数变化要求的新船型，而不必精心寻找横剖面线变换的函数形式，本方法不仅适用于前体，也适用于后体，是对传统母型船变换方法的一个扩充。     

基于CFD的深水4000吨铺管起重船线型优化

深水4000吨铺管起重船是中海油设计建造的中国第一艘深水铺管起重船。论文采用经验分析与数值模拟相结合的方法对其进行线型优化研究。首先通过数值模拟,对母型船进行详细的流场分析。基于流场分析结果,进行有针对性的线型优化。采用相同的计算方法对相同工况的三种优化船型进行数值模拟,并与母型船阻力、流场进行对比分析。结果表明三种优化方案的流场得到了很大改善,均避免了母型船出现的较大尾涡,且阻力系数均较母型船大幅度减小。可见改型取得了良好成效。     

35000t V型船身散货船尺度要素研究

为了探索V型船身散货船尺度要素与排水量、空船重量等之间的关系,以35 000 t散货船为母型船,基于V型船身理论对母型船剖面进行一系列V型剖面变换,并对变换后的V型船身进行静水力、空船重量、空载艏艉吃水等计算,得到35 000 t V型船身散货船尺度要素与排水量、空船重量、空载艏艉吃水之间的关系.     

35000t V型船身散货船尺度要素研究

为了探索V型船身散货船尺度要素与排水量、空船重量等之间的关系,以35 000 t散货船为母型船,基于V型船身理论对母型船剖面进行一系列V型剖面变换,并对变换后的V型船身进行静水力、空船重量、空载艏艉吃水等计算,得到35 000 t V型船身散货船尺度要素与排水量、空船重量、空载艏艉吃水之间的关系.     

包括甲板的水线面变换法

本文通过甲板面面积系数和设计水线面面积的外层叠代、甲板面变换和横剖面面积曲线变换的自身内层叠代,在保持横剖面面积曲线不变的条件下,获得满足设计水线面系数变化要求的新船型,而不必寻找模剖面线的变换函数来实现设计水线面的变换,本方法是对传统的母型船变换的一个有益补充。     

基于参数化建模的深拖母船阻力优化

为获得阻力性能优良的船型,以某深拖母船作为母型船,运用参数化建模技术在优化平台Friendship中建立参数化模型,以兴波阻力作为优化目标,先运用全局搜索Sobol算法进行初步优化,再运用局部搜索Tsearch算法进行二次优化,结果显示,优化船型的兴波阻力较母型船明显降低,优化效果良好。将优化结果与CFD软件STAR-CCM+的计算结果以及母型船模型试验结果对比表明,基于兴波阻力的船型优化对于总阻力有一定的降阻效果。     

兴波阻力理论与母型船变换相结合的船舶型线设计方法

本文提出一种可供实用的按兴波阻力理论与母型船变换相结合的计算机辅助船舶型线设计方法,其横剖面面积曲线按最小波阻理论求得,而肋骨型线则从设计者所选定的优良母型船变换获取。所采用的波阻计算公式取自日本堤孝行的论文,而对其评价函数作了改进,主要是加入了形状要求。形状控制采用加权约束(或称惩罚函数)方法。通过简单选取加权约束项及其权值,可灵活地得到符合设计者意图的常规的或带球首的优化横剖面面积曲线。 这一方法已编成计算机程序,并对多艘实船进行了计算和比较,效果良好。在设计者给出设计船主尺度及要素的情况下,程序能顺利完成型线图设计工作,并对若干要素和设计方案进行波阻分析,提出改进方案以供参考。程序适于F_n=0.256～0.319,C_p≤0.65船舶。     

冰区加强船冰载荷仿真计算与轴系设计

根据船舶的冰级符号与母型船的原始设计,进行极限冰载荷计算并确定轴系直径,然后在频域内进行扭振计算,满足稳态扭振要求;在此基础上,进行瞬态扭振计算,得到时域内的轴系响应扭矩,对相关参数进行校核。     

30000m~3 LNG船线型设计与优化

以30 000 m~3 LNG船线型设计为背景,研究了2种推进型式,为该类采用吊舱式推进器船型的线型设计积累了经验。使用FRAMEWORK软件和SHIPFLOW软件对由母型船初始变换过来的单桨和双吊舱线型进行阻力方面的优化,并最后进行了船模试验验证,试验结果显示优化后的线型性能指标优良。     

船舶多学科设计优化中的船型变换模块

为了实现船型优化,第一步需要按照设计变量的改变来生成船型,这样就需要一个变换程序将母型船变换成设计船.当船型优化发展到基于CFD以后,传统的通过主尺度和几个船型参数例如Cp,Cw等来控制船体型线的做法已经不能满足要求,需要对船型进行更加准确,细致的控制.为了解决这个问题,文中开发了一个新的船型变换程序,它直接读人横剖面面积曲线和设计水线,然后变换船体型线以满足这两根曲线的要求.该程序的变换步骤包括主尺度仿射变换,Cm变换,横剖面面积曲线变换和设计水线变换.程序中主要的变换方法为广义Lackenby变换,仿射变换等.该程序由于直接根据横剖面面积曲线和设计水线来控制型线,使船型变换模块的设计变量从10个左右扩展到了40个以上,增加了船型优化提升船体性能的可能性.该程序是船舶多学科设计优化的船型优化模块的前处理程序.     

非线性双曲线固结方程的精细积分解法

为解决传统有限差分法在求解固结方程时关于时间步长选取对解的稳定性和收敛性影响问题,针对固结系数不为常数的一维非线性双曲线固结方程求解,提出一种采用精细积分法进行时间离散的数值解法。详细推导该方法的具体求解过程,并结合工程实例,将精细积分解法与传统有限差分解法进行对比。结果表明,精细积分解法不受时间步长取值大小的限制,具有良好的计算精度和数值稳定性。     

基于参数化建模的优化设计方法

传统的线型设计方法较多地依赖母型船性能和设计者长期积累的经验。现阶段,一种新型的结合CAD参数化建模技术和CFD数值计算技术的设计方法突破了传统方法的些许限制。以一型5000TEU集装箱船为例详细阐述了该方法的首次运用。该船线型的成功研发表明基于参数化建模的设计方法有助于提升船体线型的研发能力和设计效率,同时也降低了研发人员对母型船和设计经验的依赖程度。     

冰区加强船冰载荷计算与轴系设计

根据船舶入级的冰级符号以及母型船的原始设计,进行了极限冰载荷计算并确定了轴系直径,通过频域内的扭振计算,校核了轴系的稳态扭振要求。在此基础上,进行了时域内的瞬态扭振计算,基于时域响应扭矩,对相关参数进行了校核。     

基于母型船的船体线型优化设计研究

为满足MARPOL公约新要求,某科考船的后续船型燃油舱需采用双舷侧外板保护,船体宽度较母型船增加。为降低后续船船体宽度增加引起的阻力,利用CFD方法分析母型船船模及宽度增加后的流场、阻力特点,确定降低后续船的兴波阻力为重点优化方向。通过改变球鼻艏参数降低船体兴波阻力,根据多种改型模型的CFD计算结果,确定了较优的球鼻艏参数,有效降低了后续船的阻力。     

基于BP神经网络的海上发射船耐波性优化研究

为了保证海上火箭发射的安全,应用BP神经网络对火箭发射船加以优化。按照海上发射在设备布局方面要求进行总布置设计,建立火箭-发射船刚性连接端的弯矩模型,以方形系数、船长和船宽为优化变量,通过BP神经网络模型对母型船进行优化设计,优化得到的船型弯矩比母型船减少了19.41%;对部分优异样本点进行再建模和数值仿真,仿真结果表明,BP神经网络模型的误差不到1%,验证了模型的准确性。该研究为海上发射船设计优化提供了一种研究思路,为海上火箭发射是否存在风险提供了一种预知方法。     

基于船型修改融合方法的参数化建模技术

在船型NURBS表达的基础上,提出两种基于CAD/CFD船型优化流程的不同参数化建模方法:一种是直接以NURBS的控制顶点坐标为变量,实现船型的参数变换;另一种是以母型为基础开发船型参数化融合模块,实现船型的参数变换.利用ISIGHT软件,采用这两种参数化建模方法优化某集装箱船球鼻艏部分.结果表明:船型修改融合方法是具有工程实用价值的参数化建模方法.