舰船船型航行性能的多学科设计优化应用研究北大核心CSCD

舰船船型航行性能设计及优化是舰船总体设计的重要部分。针对以往迭代式的多方案船型设计及优选效率较低、难以获得全局最优解等不足,引入多学科设计优化方法,开展船型航行性能优化。以DTMB 5415标模船型阻力、耐波性和操纵性等综合优化为例,介绍船型多学科协同设计优化的一般过程,建立以典型性能指标为优化目标的数学模型,获得了综合航行性能明显改善的船型方案,验证了多学科设计优化在船型设计中的应用潜力。研究成果可为工程船型设计提供有益参考。     

上海市内河码头设计船型确定方法

设计船型是码头设计的基础，是码头靠泊等级、结构设计、水域尺度设计的依据。上海Ⅵ级及以下航道里程约占总航道里程的75%,现状通航船舶、航道代表船型、码头设计船型之间差异较大，码头设计等级与通航船型不匹配的矛盾日益增大，给内河码头规划、设计、建设和运营管理带来很多不便。通过梳理分析关键问题，研究分析现状通航船型、码头设计船型、航道代表船型之间的异同点，最后经理论计算和结果复核论证，提出上海市内河码头设计船型确定方法。     

舰船船型航行性能的多学科设计优化应用研究

舰船船型航行性能设计及优化是舰船总体设计的重要部分。针对以往迭代式的多方案船型设计及优选效率较低、难以获得全局最优解等不足,引入多学科设计优化方法,开展船型航行性能优化。以DTMB 5415标模船型阻力、耐波性和操纵性等综合优化为例,介绍船型多学科协同设计优化的一般过程,建立以典型性能指标为优化目标的数学模型,获得了综合航行性能明显改善的船型方案,验证了多学科设计优化在船型设计中的应用潜力。研究成果可为工程船型设计提供有益参考。     

基于AHP的三体巡视船概念设计研究

为论证三体船型较常规船型的总体性能优势,采用层次分析法,对船型进行多目标综合评估。在此基础上完成了一型千吨级三体巡视船概念设计,并阐明了该船型的主要设计特点,可供以后此类船型设计时参考。     

随机衡准指标下船型参数的正交设计

本文是将数理统计与试验设计中的一些方法应用于船型参数设计的一次尝试。文中讨论了船型论证中经济和营运指标的不确定度;研究了将正交设计法应用于船型参数设计的有关问题;采用正交多项式回归建立了衡准指标与船型参数之间关系的数学模型。对15000吨干货船所作的计算结果表明:在船型参数设计中考虑衡准指标的不确定度是合理的;在随机衡准指标下用正交设计法优选船型参数是可行的;用正交多项式建立衡准指标与船型参数的数学模型是实用的。船型参数的正交设计是提高船型论证结果的可靠性的一个有效方法。     

基于设计特征的FRIENDSHIP船型参数化方法及实现

船型设计是船舶总体设计中一项极其复杂且又重要的内容,船舶的结构设计、性能计算、总布置等都要以船型为依据,因此,如何实现船型参数化设计尤为重要。FRIENDSHIP系统为船型设计提供了基于Feature特征和仿真驱动设计的参数化方法和实现机制。在对船型参数化基本理论———特征参数、特征曲线和曲面生成等进行详细阐述的基础上,以某型船艉部裸船体为例,具体阐述了船型参数化的实现流程,以及以Feature、Curveengine和Meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤。以Feature特征为核心的船型参数化方法不仅能为船型曲面的快速建立提供技术支撑,还可以为性能分析和优化提供基础条件。     

4000t级单体深V复合船型阻力及耐波性能

单体复合船型是基于减纵向运动组合附体技术研发的高耐波性船型。基于性能优良的圆舭船型进行深V船型线型设计,再应用减纵摇组合附体技术,生成深V单体复合船型,使其耐波性得到大幅提高的同时对静水阻力影响较小。本文基于某四千吨级圆舭船型,经过深V改造生成深V主船体,并设计匹配的首部组合附体和尾板,生成四千吨级单体深V复合船型。通过合理的主船体和附体构型设计和水动力布局,有效降低深V船型兴波阻力。经模型试验验证表明该单体深V复合船型对静水阻力影响不大,耐波性得到大幅提升。     

一种实用船型设计方法

介绍船型设计中对兴波阻力影响最大的两个因素--横剖面面积曲线和球鼻首的设计方法.20年间,结合实用船型的特点,采用该方法研发出一种对中高速船行之有效的船型设计程序,并先后对四种具有完全不同尾型的实用船型进行优化设计,即1984年完成的球首长轴套新船型、1988年完成的球首蜗尾新船型、1992年完成的球首双尾新船型、2002年完成的球首常规尾沿海客滚船新船型,都取得了良好的消波、减阻与节能效果.在设计航速下,与各自的对比船型相比较,四种新船型均大幅度减小兴波阻力,减小剩余阻力20%以上,节省有效功率分别为16.2%、5.5%、5.8%、10.3%.     

粒子群算法的最小阻力船型优化研究

阻力是船舶最重要的性能之一,阻力最小是构建船型的首先目标,当前最小阻力船型优化方法存在阻力大等缺陷,为了得到最小阻力的船型,设计基于粒子群算法的最小阻力船型优化方法。首先对当前最小阻力船型优化研究现状进行分析,并建立了最小阻力船型优化的数学模型,然后采用粒子群算法对最小阻力船型优化的数学模型进行求解,找到最小阻力船型优化方案,最后通过与其它方法进行最小阻力船型优化仿真测试,结果表明,相对其它最小阻力船型优化方法,粒子群算法可以更快找到最小阻力船型优化方案,最优船型的阻力大幅度下降,可以应用于实际的最优船型设计中。     

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.     

参数化设计在多体船最优船型设计的应用

相对于传统的单体船,多体船具有更好的波浪耐受性和稳定性,具有非常广阔的应用前景。与此同时,多体船的船型设计相对于单体船更加复杂,设计参数更多。为了提高多体船的船型设计效率,本文基于参数化设计技术,对多体船的最优船型设计进行研究,建立了多体船的数学模型,并结合NURBS样条曲线和CATIA进行了多体船的最优船型设计。     

基于卷积生成对抗网络的船型数据噪声处理方法研究

采用深度卷积生成对抗网络方法获得的船型样本数据存在显著的噪声，表现为船型表面凹凸不平、曲面放样品质低下等。论文对生成对抗网络输出的船型设计了后处理流程并编写计算程序，实现了生成模型的降噪、光顺、修正和切割等操作，显著提升了输出的船型曲面的质量，改善了生成对抗网络方法在船型设计中的应用性，为船型智能设计提供理论和技术支持。     

基于ProE曲面建模的三维船体造型设计

提出基于ProE曲面建模的三维船体造型设计方法,以满足三维船体造型设计技术需求.该方法将母型船型作为设计基础,使用Solidworks二次开发程序和VB编程语言计算设计船型的参数比例后,依据该比例修改母型船型.将修改后的母型船型导入到ProE曲面建模软件内生成三维船体模型,对该模型进行三维船体肋位设计和静水力计算后,使...     

对5000GT客船设计船型尺度的探讨

通过对5 000 GT客船船型尺度的分析研究,发现5 000 GT客船样本船型的部分资料与其船型尺度特征值一致,但是另一部分客船样本船型资料与其船型尺度特征值不一致。经对客船样本船型参数的研究、比较,更正了5 000 GT客船部分样本船型的参数,并提出了5 000 GT客船设计船型尺度和船型尺度特征值的修正意见。     

一种实用船型设计方法(2)--特殊船尾及其推进性能分析

介绍了四种具有完全不同尾型的实用双桨船型的优化设计结果,即双球尾船型、蜗尾船型、双尾船型、双尾鳍沿海客滚船船型,都取得了很好的推进性能与节能效果.在设计航速下,与各自的对比常规双桨船型相比较,提高推进效率分别为15%以上,20%以上,10%左右,8～10%.文中亦对特殊船尾的推进性能与螺旋桨设计作了初步分析.     

双尾鳍船型的型线设计方法研究

相对于传统船舶,双尾鳍船舶具有更高的灵活性和操作性,是一种具有很大潜力的新型船舶类型。同时,由于双尾鳍船型的设计难度更大,曲线和曲面结构更加复杂。本文的研究方向是开发一种双尾鳍船型的快速型线设计方法,分析了双尾鳍船型的型线特点,结合NAPA软件平台进行了双尾鳍船型的型线设计,包括主体尺寸设计、横剖面面积曲线设计等,有助于提高双尾鳍船型的型线设计效率和质量。     

深V蜗尾型舰船船型研究

在吸收国外先进船型的基础上,结合多年从事蜗尾船型研究的经验,设计提出了一种全新的深V蜗尾船型.试验结果表明,该船型具有优良的快速性和耐波性.     

中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船

介绍了中国海洋救助船及主力船型在设计中的优化组合,扼要简述海洋救助船船型,主尺度及设备选择,深入分析该类船型的快速性,可以作为今后同类船型的良好借鉴。     

吃水随航道水深变化时的船型论证方法

本文提出了当航道水深变化对船舶吃水有影响时,可通过船舶年平均装载率和年货运量对船型作技术经济论证的思想,并对相应的船型论证的方法进行了研究和讨论.以川江油船标准船型论证为例,证明以本文思想和方法设计的船型比按传统方法设计的船型在主要技术经济指标方面均有显著改善.     

中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船

介绍了中国海洋救助船及主力船型在设计中的优化组合,扼要简述海洋救助船船型,主尺度及设备选择,深入分析该类船型的快速性,可以作为今后同类船型的良好借鉴.