光顺数学模型与振动数理论在船体型线优化设计中的应用

船体型线设计是船舶设计领域中的难点,船体型线设计是否合理直接关系到船舶航行阻力、航速以及航行的稳定性。在传统的船体型线设计中,设计时间较长,设计过程过于复杂化,降低了设计效率。而采用光顺数学模型和振动数理论可显著提升设计效率和设计质量。本文从阐述光顺数学模型和振动数理论入手,分析了船体型线优化设计流程,并提出光顺数学模型与振动数理论在船体型线优化设计中的具体应用。     

基于综合航行性能最佳的大型船舶船型参数的一种设计方法

本文提出了一种在复杂航态条件下基于船舶综合航行性能最佳的船型参数确定方法,编制了计算软件.大量计算结果表明:软件运行稳定性好、可靠性高.使用该软件能方便地得到各设计变量的航行性能综合最优可能性分布函数,该函数直观地反映了船舶最佳综合航行性能随单个设计变量的变化规律,为解决设计变量间对于性能综合贡献量化比较和船舶多航态情况下船舶综合航行性能最佳的船型参数确定提供了一种具有实用价值的方法;为船舶设计方案的综合评估、船舶参数的综合决策和提高船舶设计效率准备了条件.     

计算机辅助的双尾鳍舰船型线设计研究

为了提高航运船舶的航行效率,改善船舶的流体力学性能,船舶领域针对船型的优化设计一直是研究的热点。本文研究的对象是双尾鳍舰船,这种舰船相对于传统舰船具有更高的航行稳定性和效率,由于尾鳍的曲线形状复杂,本文重点解决了双尾鳍舰船型线的设计问题,研究过程主要采用参数化设计,并基于CATIA三维软件平台进行了双尾鳍舰船型线的曲面建模和尾鳍轴流特性分析。     

非线性规划算法在船舶型线优化中的应用

船舶型线的优化设计有助于减小船舶航行的阻力,改善船舶的结构应力,提高船舶的航行效率和质量。目前,船舶型线优化技术主要针对船体的水动力性能优化,存在优化范围大、耗时长且优化精度低等缺点,因此,研究一种良好的船舶线型优化技术迫在眉睫。本文首先建立了船舶的兴波阻力数学模型,在此基础上将非线性规划算法和遗传算法应用于船舶的型线优化中,并详细介绍了船舶型线多目标优化的过程。后期的试验结果表明,采用该非线性规划算法的船舶型线优化技术具有精度高、寻优快等优点。     

基于非线性优化方法的船体线型研究和最小阻力船型设计

在船舶设计与制造领域中,当船舶主尺寸、排水量等条件确定后,如何改善船舶的兴波阻力是一个重点研究方向。船体线型的设计有助于改善船舶的结构强度,减小船舶航行的阻力,提高船舶的航行效率。船体线型的优化是一个多变量、多目标优化问题,本研究建立了船舶的阻力数学模型,结合非线性优化算法对船舶的线型进行了优化,并对优化结果进行了基于Fluent的仿真分析。     

绿色船舶和主推进系统

简要介绍了绿色船舶和绿色通行证的含义,通过优化发动机和加强航行管理,改进船舶设计和船舶推进系统,使用新能源主机等新技术可实现船舶的节能减排,分析了推进器的现状和发展方向,重点探讨了对整个推进系统影响推进器系统性能的船舶设计方面的一些技术。     

基于Wigley数学船型的兴波波形与尾迹数值计算

为了满足海上航运物流的快速发展,现代船舶设计趋于高速化、大型化,船舶在海面航行时由于海浪等作用力会产生兴波阻力,降低船舶的运动效率。以常见的Wigley船舶为研究对象,建立船舶航行过程的兴波阻力模型,利用Michell积分算法对Wigley船型的兴波阻力及尾迹进行数值仿真,对于改善船舶航行效率,提升船舶设计水平有重要的意义。     

考虑航行姿态变化的的高速船阻力性能预报

为了精确获得高速船的航行阻力,计及航行姿态变化对其阻力的影响。基于CFD理论,本文通过耦合求解计及黏性的RANS和船体运动方程的方式实时预报船体受力,船体根据受力进行姿态调整,最终达到平衡,以此预报船舶在高速运动稳定后的航行姿态及阻力。并将一系列的数值计算结果与试验数据对比分析,数值计算结果和实验数据吻合良好。船舶设计工作者可以参考数值计算结果辅助船体型线设计,其具有重要的工程应用价值。     

多维随机不确定性下的船舶多学科稳健设计优化研究

通常船舶多学科设计优化仅考虑确定性的影响,忽视设计中不确定性因素的存在,显然优化结果无法真正保障船型方案的可行性和航行性能的优良性。目前,不确定性船舶多学科设计优化主要集中在一维不确定性分析。为了得到船舶设计优化的最优方案,以多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题为例,通过分析考虑随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存分布状况,提出了一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials多项式为基础的多维多项式混沌方法,并以海洋平台支持船为对象构建多维不确定性量化模型。通过对多维随机不确定性因素对船舶优化方案的影响分析完成了船舶多学科稳健设计优化研究,有效地减少和避免船舶设计优化方案失效的可能性。     

基于数据库和人工智能的船舶航行性能设计和优化

船舶的航行性能主要包括阻力特性、耐波特性和操作特性3个方面,提高船舶的航行性能有助于提升船舶的安全性和运营成本。本文针对船舶航行性能的优化问题,开发一种基于数据库技术和人工智能寻优算法的航行性能优化系统,并介绍该航行性能优化系统的基本组成和工作流程。     

初探船舶CAD电子文件管理

计算机辅助设计CAD技术是电子信息技术发展的成果,CAD技术在船舶行业同样得到了广泛的应用,它已成为船舶设计单位加快设计进程,提高设计质量、经济效益和产品竞争力的有效手段.     

CFD技术在船舶力学形态优化中的应用

船舶的力学形态优化是船舶设计的重点所在,出色的船型设计对于改善水动力特性,降低航行中的损耗,提高续航能力有着重要的意义。计算流体力学(Computer Fluid Dynamics,CFD)作为一种研究流体动力学特性的高效方法,被广泛应用到船舶的力学形态优化中。本文使用CFD对某船的球鼻首进行优化研究,通过数值仿真分析,选取优化方案,降低船舶的阻力。     

基于粒子群优化算法的船舶机舱布置优化

船舶机舱布置的优化设计是现代船舶设计的重要研究领域,一个合理的机舱布置不仅能满足整体的空间需求,同时还能提升船舶动力系统性能。船舶机舱布置的优化是一个多条件约束问题,随着现代船舶结构复杂度增加,传统CAD交互式设计方法已经不能满足现代机舱布置优化性能要求。粒子群优化算法是一种基于遗传算法的智能优化算法,能够对多边界条件进行模拟,算法复杂度较低。本文设计了基于粒子群优化算法的船舶机舱布置的优化系统,并进行仿真。     

极地航行船舶概念设计多目标优化方法研究

随着北冰洋海冰的融化,北极航线因其带来的巨大商业利益而变得越来越重要。因此,高效环保的绿色极地航行船舶研发显得尤为迫切。本文围绕极地航行船舶的冰/水动力特性,提出了以破冰航行效率作为衡量破冰能力的技术指标,进行了破冰航行效率的理论推导,建立了以破冰航行效率、EEDI和相对回转直径为目标函数的综合性能多目标优化模型,并以一艘油船为例开展了优化研究,为进一步确定极地船舶的主尺度和船型优化提供了方法。     

船舶集成化设计及其在船舶生产中的作用

本文着重描述提高船舶生产效率的一种重要趋向：集成化的计算机辅助船舶设计方法。目前船舶设计正日益借助计算机程序来实施。它既可能是仅涉及船舶设计某一方面的独立程序，也可能是由涉及若干船舶设计方面的模块所组成的集成程序。在集成化的计算机程序里，通过互享结果的独立程序模块，或从一个共用数据库获得信息，船舶设计方法已被改进和提高，现代的集成船舶设计程序不仅提高了船舶计效率，也提高了船舶的效率，并使船舶建造从     

考虑航行姿态变化的高速船阻力性能预报

为了精确获取高速船的航行阻力,计及航行姿态变化对其阻力的影响,基于CFD理论,通过耦合求解计及黏性的RANS和船体运动方程的方式实时预报船体受力,船体根据受力进行姿态调整,直至船体受力与航行姿态处于动态平衡,以此预报船舶在高速运动稳定后的航行姿态及阻力。并将一系列的数值计算结果与试验数据对比分析,数值计算结果和实验数据吻合良好。数值计算结果可以为船舶设计工作者辅助船体型线设计提供参考,具有重要的工程应用价值。     

考虑跨洋特征及碎冰对快速性影响的极地探险邮轮型线优化

[目的]全球减碳背景下,为应对极地船舶设计建造的环保要求,需开展跨洋航行时碎冰水域对极地探险邮轮船体型线优化设计的影响规律研究,以获得最佳节能型线。[方法]针对极地探险邮轮的跨洋航行特征,采用航区权重方法进行量化评估,分析碎冰对阻力和推进效率的影响。应用计算流体力学耦合离散元法（CFD-DEM）来分析螺旋桨的碎冰水域性能,建立以联合自航功率为目标的优化模型,进而对全船参数化模型开展设计航速下的优化计算。[结果]计算结果表明,优化后的船型可以满足排水量要求,有效降低了2种水域下的航行功率,其联合自航功率降低了9.71%。[结论]研究成果验证了基于权重优化方法的可行性和合理性,可为极地探险邮轮的型线和推进器优化设计提供参考。     

小型渔政船线型及附体设计优化

选取某近海小型渔政船典型船型,研究艏艉线型和附体对船舶阻力性能的影响。通过对线型、船型系数以及舭龙骨、压浪板、呆木等常规附体对小型渔政船航行性能的影响进行数值模拟分析,优化船舶线型,针对小型渔政船的功能需求选取合适的附体组合形式,并通过实船运行验证优化后的渔政船航行性能有所改善,达到预期目标,可为同型船舶设计提供参考依据。     

成组技术在现代船舶舾装模块化设计的应用

为了提高船舶设计与制造的效率,降低船舶运行与故障修理的成本,模块化船舶舾装被船舶工业越来越重视。模块化造船不同于传统的造船方式,模块化船舶舾装集合了计算机辅助系统和成组技术,具有较高的装备精度,且通过三维建模可以在实际装配之前发现舾装过程的问题,具有巨大的应用价值。本文首先介绍了成组技术与模块化设计理念,然后介绍了计算机辅助模块化设计系统的组成,最后基于CREO软件进行了船舶的模块化舾装设计。     

构建船舶与海洋工程数字化性能平台促进科技自主创新

作为对船舶设计基础共性技术研发的一种思考,提出构建“船舶与海洋工程数字化性能平台”的设想。这一性能平台是以信息化、数字化为核心,以虚拟技术、网络协同、远程交互技术为手段,开放式和加盟式一体化的综合集成系统。在这种数字化性能平台上,运用计算流体动力学方法,可以全面地对船舶的安全性能、综合航行性能和海洋工程结构物的流体动力特性进行预报、评估和优化,成为新型舰船、新型海洋平台和海洋结构物研究开发的重要工具和手段,促进船型开发和设计的自主创新。