基于CFD的船舶球首型线自动优化

在满足排水量及航速要求情况下设计出性能优良的船体型线,降低船体阻力、节能降耗是造船界一直所追求的目标。船舶球首的大小、位置和形状对船体兴波影响非常大,因此文章通过船型参数化融合方法,生成一系列球首型线,并以兴波阻力最小为目标,采用遗传算法实现球首型线的自动优化。将上述方法应用于某集装箱船球首型线的自动优化,并进行船舶静水阻力实验,实验表明优化船型在设计航速附近总阻力降低明显,说明文中采用的基于CFD船型自动优化方法是可行的。     

基于参数化船型的阻力优化研究

船型几何模型的参数化表达,是船型多学科设计优化的基础。其作用是为各学科分析和优化提供一个统一的几何模型,并根据各学科分析结果自动修改调整船体型线。文中尝试使用Friendship进行船体完全参数化建模,并使用该软件中的feature编程功能编程实现shipflow型值数据的提取;通过改变一系列重要的船型参数实现变换船型几何模型,以获得满足性能需求的船型。最后利用该软件的优化框架,采用切线搜索法 (Tangent Search, TSearch) 完成1300TEU集装箱船的兴波阻力优化,优化球首和前体船体曲面。结果表明,该参数化方法在改进船型水动力性能方面有很好的效果。     

远舟I型高速水翼客船改型优化设计

1概述远舟Ⅰ型为内河高速水翼客船,是国家经贸委九五重大科技开发项目.其首制船(远舟号)于1996年年底开工,1998年初交付船东使用.远舟Ⅰ型的优化船型远舟--2000型(首制船远舟2号)于1999年开工建造,2000年交付船东投入川江使用.下面分别为二型船的主要量度.     

120客位新型玻璃钢高速客船的设计

在总结了崇明至上海现有高速船运行经验的基础上,华中科技大学受托对本船进行了型线设计,并做了船模阻力试验及耐波性试验;江龙船舶制造有限公司负责技术、施工设计并建造了该船,船名为“亚通”号。该船于2001年8月18日交船,通过几个月的营运,“亚通”号船得到了当地政府、亚通股份有限公司(船主)及广大乘客的赞赏。     

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。     

基于Friendship的高速客船特征参数灵敏度分析

对某高速客船利用Friendship全参数化建模软件和SHIPFLOW流体计算软件,在进行多航速的船体艏部兴波阻力优化时,需要将特征参数作为设计变量.通过Sobol优化算法对特征参数的灵敏度进行分析,剔除不灵敏的特征参数,可有效地降低设计空间的维数,从而提高计算效率,节约时间和成本.研究结果具有一定的工程实用价值.     

基于序贯Kriging模型的潜器型线优化设计

潜器型线优化设计是一个多目标优化问题,在型线设计过程中,阻力性能与包络体积的要求是相互冲突的。为了解决计算流体力学软件如Fluent在进行潜器的外形优化设计时效率低下问题,采用Kriging模型代替仿真模型进行潜器外形设计的策略,其基本思想是：选取设计变量和样本点,利用ICEM软件建立参数化的水动力分析模型,用Fluent软件计算得到样本点的阻力响应值,建立反映设计变量与响应之间关系的Kriging模型,将阻力和体积作为潜器外形优化的两个目标,利用多目标遗传算法求出Pareto最优解。由于采样策略对Kriging模型精度影响很大,本文提出了一种新的序贯采样方法命名为加权累积误差方法,来选取样本点以提高Kriging模型精度。结果表明提出的序贯Kriging建模技术能极大提高潜器型线优化设计效率,同时保证设计精度。     

基于蒙特卡罗模拟的船体型线稳健优化设计

传统的船型优化仅考虑了确定性因素的影响,忽视了设计和使用中不确定性因素的存在,常导致船型方案不可行或航行性能较差。为了考虑不确定因素对船舶阻力性能的影响,在船型优化中引入稳健优化设计理论。首先,阐述了稳健优化设计的基本原理,在此基础上,以KCS船型为例,考虑了航速不确定性的影响,建立了稳健优化数学模型。其次,基于Isight平台完成了KCS船体型线稳健优化设计。试验结果表明:船体型线稳健优化设计可有效地减小船型方案失效的可能性,更符合工程实际。     

基于NAPA的圆舭艇型线参数化设计方法

型线设计是船舶总体设计的重要内容之一.通过圆舭艇船体几何形状分析,建立了几何特征线和点的参数表达式,并利用NAPABASIC语言开发了型线参数化设计宏程序,从而为圆舭艇船型数字化设计探索了一条高效的新途径.     

海上单体高速客船结构规范设计系统开发

以海上单体高速客船为研究对象,分析海上单体高速客船结构规范设计系统开发的目的、系统的构成和功能,介绍主要模块程序开发思想和方法。使用所开发的程序系统实现计算机辅助海上单体高速客船结构设计,可提高结构规范设计的效率。     

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.     

16500t级散货船船型的开发研究

１６ ５００ ｔ级散货船是交通部上海船舶运输科学研究所与中国船舶工业总公司第七研究院第七Ｏ八研究所共同开发研究,并由第七Ｏ八研究所设计,芜湖船厂建造的新型变吃水肥大型的经济散货船,至今完工首批４ 艘。首制船“金丝娜·奥登道夫”号于１９９７ 年７ 月在中国东海试航,其航速等主要技术指标达到国际先进水平。后几艘船的性能也显优异,经济性良好。介绍在该船型开发研究中的线型优化设计,优选试验,节能装置试验的一些成果及实船试航情况     

计算流体力学在船舶线型优化中的应用

以某船舶的计算流体力学(简称CFD)阻力性能计算为例,结合传统的实验流体力学(简称EFD)模型试验计算结果,比较分析了该船原型和改型的性能差异,总结和归纳了CFD在船型优化方面的优势。     

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.     

基于PIV的客滚船风阻流场研究

为准确分析客滚船在不同风向角下的流场分布,基于PIV技术研究了某型客滚船在25m/s风速下,5个不同风向角的风阻变化和流场分布;利用PIV技术得出某型客滚船纵向、横向以及水平方向的空气流场特性。结果表明:随着风向角的增加,纵向风轴阻力和横向侧向力呈"抛物线"规律变化,偏航力矩呈"正弦曲线"分布,并存在两个方向相反的阻力峰。利用PIV流场分布图与常规测力试验的风阻曲线对客滚船风阻流场进行分析研究,所得结果可为以后的CFD计算验证以及后期风阻优化提供参考依据。     

基于Vortex的客滚船拉锚仿真分析

针对拉锚试验仿真提出一种分析方法。以某客滚船为研究对象,基于变质量运动学理论,利用SolidWorks和Vortex软件开发、创建一种实时有效的锚系动态仿真方法,并与现场拉锚场景进行比对,以验证该方法的可行性和可靠性,为锚系仿真提供有效参考,并为取代木模试验提供条件。     

98m客滚船阻力优化设计研究

试验研究客滚船的阻力性能,在理论分析的基础上,应用 CFD 软件 RAPID 及其前处理软件 GMS 对98 m 客滚船的线型进行部分优化,制成船模,进行阻力试验,分析了优化前后的阻力性能及推进性能,比较部分线型的调整对船舶阻力性能产生的影响.     

基于多学科的大型船舶概念设计平台技术

文章首先分析了基于多学科的大型船舶概念设计平台的四层体系构架,然后对平台的关键技术进行了详细的分析和研究。平台的构建,实现设计流程化和自动化,对于分析船舶概念设计中复杂的耦合关系、优化制约总体方案的强影响参数、对比概念设计多方案、最终确定整体较优的方案、减少返工,以及提高设计效率和质量均具有重要意义。