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。     

有限元分析在船体型线优化设计中的应用

随着船舶的大型化、高速化,以及船舶数量的增多,海上航运的意外事故次数不断增加,船舶碰撞事故不仅会导致船体结构的破损和人员伤亡,船舶燃油的泄漏还会导致严重的环境污染。因此,针对船舶结构的设计和优化具有重要的意义。有限元分析技术是一种应用数学、力学及计算机相互结合的新型科学,用有限个单元体代替连续体,并利用微积分方程求解问题。本文研究了有限元算法的数学原理,充分利用Abqus有限元软件的建模、载荷与边界条件施加、仿真等功能,对船体型线和结构进行了优化设计,重点对船体的支撑梁结构进行了载荷仿真。     

船体结构节点优化设计

本文介绍以生产导向思想为指导,和现场之间紧密联系,在施工过程中优化船体结构节点。     

船体舱段优化设计

将基于二次规划的准解析法优化理论应用于船体舱段的优化设计中,在整船三维有限元分析模型的基础上建立了船体舱段的优化模型.以船体舱段重量为目标函数,以钢板厚度和型钢横截面积为设计变量,考虑了尺寸约束、强度约束和稳定性约束,使优化后的舱段满足设计要求.根据优化理论编制了SAAOP程序,探讨了一种基于整体结构的局部优化设计的简便方法.     

船体钢板线加热成形原理及生产自动化

石川岛播磨重工（IHI）成功地将有限元方法应用于热成形（thermal forming）或线加热成形（line heating）原理分析,借助于计算机辅助控制的全自动线加热成形机,造船使用的船体钢板．能精确、高效地弯成任意曲面,弯板生产的自动化成为现实,已成功应用于实船建造。现有的水火弯板工艺是船厂常用的钢板成形方法,涉及的设备少,高度灵活和有效。但是,它高度依赖有经验的技术工人、加工精度不易控制,从而使中间产品的精度不高,影响后续船体分段装配工作。IHI研制的船体钢板自动线加热成形水火弯板工艺（IHI—ALPHA）成功地解决了这些问题。     

船体曲面组合理论和型线精光顺

型线光顺是船舶设计和建造的第一步，本文介绍新的船体曲合理论，通过对不同船体曲面的分离组合，根据曲率均匀变化的原则，结合有关软件，对船体关键点进行控制，简化和减少有关重复劳动，由此快速达到型线三维精光顺的目标。     

船体板架动力优化设计

在考虑同时承受静，动载荷的结构响应条件下，对船体板架进行优化设计，以求解决这类结构用设定频率禁区方法时出现的问题和适应结构对振动的要求，并给出了计算实例。     

舰船船体结构的优化设计研究

舰船结构的优化设计,可以减轻舰船结构的重量,并能合理分布材料。而舰船中间舱段的结构尺度几乎决定了主船体中部近一半舰长区域的船体结构尺度,也影响着其余首尾的船体结构尺度,故舰船结构的优化首先从其入,优化设计计算模型以船体结构重量轻为目标函数,以《规范》等要求为约束条件,以船体主要构件的尺寸为变量,采取分步优化的策略,序列线性规划的方法进行。用Ｃ＾＋＋语言开发了舰船中间舱段优化设计计算程序系统。实例计     

舰船船体结构的优化设计研究

本文阐述了舰船船体结构优化设计计算方法,介绍了舰船中间舱段结构的优化计算模型及优化原理,和C^＋＋语言开发了舰船中间舱段优化设计计算程序系统。实例计算表明,优化了结构,减轻了重量。     

波浪增阻计算方法在船体型线优化设计中的应用

介绍MEPC65次会议中国提交的波浪增阻计算方法,并将其应用于某油船的型线优化设计研究中,比较分析计算结果和试验结果,认为该计算方法用于指导风浪中的型线优化工作是行之有效的。     

波浪增阻计算方法在船体型线优化设计中的应用

  目的  为了获得兼顾静水和波浪阻力性能的优良船型,以某散货船为研究对象,开展船型综合优化设计。  方法  基于成熟的商用软件STAR-CCM+进行目标船静水阻力性能评估。采用ISO 15016推荐的简化方法和经验方法,以及自主编程开发的二维切片理论方法进行波浪增阻计算。对比分析不同波浪增阻方法计算结果与模型试验结果的差异。  结果  结果表明：二维切片理论方法计算精度较高,且能反映船型对波浪增阻的影响;目标船改型的静水阻力性能与原型相当,改型的波浪增阻和原型相比降低了20%以上,波浪中阻力性能得到显著提升。  结论  通过探讨不同波浪增阻计算方法的工程适用性,为船型综合优化设计提供了有效工具。     

CAD与船体中剖面优化设计

使用优化设计理论和ＣＡＤ技术完成船体中剖面优化设计是目前舰船方案设计阶段的新兴技术。在“七五”期间，我们完成了船体中剖面优化设计程序，该程序以ＧＪＢ为基础，汲取工程设计经验，在优化方法选取，约束条件设置，总体优化和局部优化处理等方面均更加贴近工程实际。本文概述了该程序的编制思路，处理手段和设计实例，并在更高层次上提出了改进意见。     

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。     

有频率约束的船体结构优化设计

为完成某集装箱船艉部结构设计,建立具有频率约束的船体结构优化设计模型,采用不同的优化方案对艉部结构进行优化,在工程造价基本保持不变的条件下,使优化后的结构不仅固有频率满足频率储备要求,而且其构件分布更为合理。     

生产导向的船体结构设计

本文介绍生产导向的设计在船体结构详细设计阶段中的应用。     

船体生产设计阶段的改图

船体生产设计阶段改图是详细设计阶段改图的延续和发展,图纸质量的好坏、设计周期的长短,直接对船体施工带来影响。本文以沪东造船厂为联邦德国建造的2700箱集装箱船为例,列出了一种简便、快速的改图步骤,为一些制造难度大,质量要求高,规范要求严的大型船舶、复杂型船舶、未来型船舶的设计改图提供了经验。     

基于改进遗传算法的船体板架结构优化设计

为了有效降低船体板架振动幅度,针对当前船体板架结构,提出基于改进遗传算法的船舶板架结构优化方法。以遗传算法为核心,对当前船体板架结构优化设计变量求值,明确变量关系,划分当前板架结构元,根据船体板架不同部位的受力特征,将当前船体板架划分为梁元和壳元2个受力分区,通过弹性截面受力关系,确定其弹性系数,建立船体板架优化的目标函数,引入屈服强度和刚度2个参数,求取优化变量值,实现对当前船体板架结构的优化。实验数据表明,优化后的船体板架结构,横向振幅降低了23%,纵向振幅降低了29%,有效降低了船体板架振动幅度。     

实船船体型线的测绘方法

为解决无资料船舶的检验问题,船舶上船台后,在船体外部选择船舶主要测量横剖面,对船体型线进行测量,对船舶型线进行绘制与修正,以确定被测量船舶的型线,为船舶检验提供可靠的依据.     

三桨船体型线开发设计

文章从一艘设计船型线图的设绘思考出发，浅析船尾线型与螺旋桨的配合关系。