极地科考破冰船冰阻力与静水阻力协同优化设计

极地科考破冰船作为一种需进行破冰作业和远距离大洋航行的特殊船型，在设计上需同时考虑静水阻力和冰阻力的影响。采用CAESES软件搭建优化设计平台，通过自由曲面变形方式对影响冰阻力明显的船首区域进行型线变换，采用势流方法和经验公式分别求解船舶受到的静水阻力和冰阻力。将这2种阻力的加权和作为目标函数，结合NSGA-II算法对阻力最佳的船体线型进行搜索，实现对船型的快速优化。研究结果表明，采用该优化方案能使船体冰阻力下降5%，而静水阻力几乎没有变化，新船型满足所需的阻力优化要求。