高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究(英文)

本文据线性兴波阻力理论推导了辅船体与主船体水下体积不相等情况下的兴波阻力计算公式,据此以数学船型作为片体对高速三体船片体兴波干扰规律、兴波阻力曲线规律进行了研究,并采用简单枚举与等值线图谱相结合的方法对片体布局优化问题进行了探讨。

基于结构强度的超细长三体船片体布局优化的研究

以一艘超细长三体船为例,计算了其在不规则波下的波浪载荷响应。考虑速度的影响,研究了基于波浪载荷响应的片体布局优化。计算结果表明,超细长三体船的纵向弯矩分布规律符合船体梁假定。由于三体船较常规单体船宽,沿着船宽方向亦可假设成两端简支的单跨梁,片体的相对位置不影响产生载荷响应峰值的波浪遭遇频率,但会影响响应的幅值。在优化片体相对位置时,需考虑高航速的影响。

基于遗传算法的五体船片体布局多目标优化研究

尝试并实现了iSIGHT优化软件与水动力计算软件HydroSTAR的集成优化,以五体船在波浪中的运动响应及增阻为目标函数,对片体布局作了多目标优化研究.运动计算采用三维频域面元法,增阻计算应用了近场压力积分方程,优化算法采用NSGA-II遗传算法,结果给出了Pareto解,还进行了DOE试验设计分析,为五体船片体布局设计提供参考.

四体无人艇的片体布局优化

针对四体无人艇的航行阻力性能受其分布式片体横、纵间距耦合影响的问题,通过综合对比多种片体布局方案在不同航速工况下的阻力系数,对自主设计的四体无人艇的片体布局进行优化。首先,构建多种布局方案,基于计算流体力学数值模拟方法与Fluent求解器对其三种航速工况下的静水阻力系数进行对比分析;其次,设计综合阻力系数评价函数,选取阻力性能最优的片体布局方案;最后,通过对比优化前后的航行兴波高度与片体表面压力进一步验证布局优化对整船航行效果的改善作用。仿真结果表明,片体的纵间距是影响整船航行阻力的主要因素,片体布局优化后的综合阻力系数较优化前减小约12.9%,并且能够有效减小无人艇的航行兴波高度与片体表面压力。

NURBS方法的深V型三体船稳性

为了掌握深V型三体船稳性特征,采用NURBS方法对其稳性进行了研究.利用NURBS技术建立了一深V型三体船模型并进行了相应的网格划分,给出了从传统二维型线图表示向三维立体表示的转化过程,并编制程序对其稳性进行计算和分析.研究表明,深V型三体船的稳性较同吨位圆舭型三体船的稳性更为优异,片体布局和片体吃水的不同对三体船稳性有较大影响,增加片体与主体间的跨距可显著提高三体船的稳性,取适当的片体吃水值和底部横向斜升角对提高深V型三体船稳性有一定作用.