基于CFD的船型优化设计研究进展综述

随着计算机技术的飞速发展以及最优化理论的不断完善,最优化技术已被引入船舶设计领域,并与先进的CFD技术成功结合,发展形成了崭新的SBD(Simulation Based Design)技术,该技术为船型优化设计和构型船型打开了新的局面,在国际船舶研究设计领域引起了广泛的关注。文中对船舶领域中的SBD技术的基本内涵及其所包含的主要关键技术进行了阐述和总结,同时对国内外该研究方向的发展现状与趋势进行了分析和评述。

基于偏相关性分析的船型优化设计方法

针对传统船型优化存在耗费时间长、优化效率低的缺点,文章提出一种基于偏相关性的船型优化设计方法。该方法利用偏相关性分析,对船体外形与兴波阻力的相关规律和经验进行总结,并将这种设计经验引入到优化设计中,可以缩小相关设计变量的取值范围,显著提高优化效率。利用该方法对哈特曼函数(Hartman function)以及KCS集装箱船的兴波阻力进行优化计算,通过对比分析,证明了该方法的可行性。

波浪增阻计算方法在船型综合优化设计中的应用

[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。

以科学发展观指导船型设计和优化

以科学发展观指导船型设计和优化,就是要充分发挥设计者的创造精神,从思想源头科学地认识船型优化的深刻内涵,并相应地将船型设计决策与性能要求、环境条件、经济指标相统筹,通过船型优化思想、方法和手段从传统模式向现代模式迈进,实现船舶综合航行性能指标最优化和经济绩效、功能绩效的最大化。该文着重探讨了国内外学术界和工程界近期予以关注的船型设计和优化的一些观点和前沿发展趋势。

大方形系数低速船艉部线型多目标优化设计

本文结合船型设计技术的最新发展动态,将高精度CFD数值评估技术与优化理论及船体几何自动重构技术相整合,建立了"以精细数值评估优化为特征"的船型设计方法。以阻力性能优异的6600DWT散货船作为优化设计对象,总阻力和桨盘面流场品质作为目标函数,采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)、FFD几何重构方法对船艉线型进行了自动优化设计。结果表明:在满足工程约束条件的情况下,6600DWT散货船优华设计方案阻力的收益较为显著,其中一个优方案在尾部流场质量改善的情况下,剩余阻力减小了10.3%。

13000 DWT干货船船型设计研究

介绍了13 000 DWT干货船主尺度选取及船型优化设计研究。研究中克服了该船长宽比小、方形系数大、傅氏数高、快速性指标高等技术难点,在积累了大量有关船型试验资料的基础上,设计了较长球艏前体和折角艉后体船型。通过船模试验,证明该船快速性指标先进,是经济、高效船舶。

3400TEU集装箱船船型开发设计

集装箱船以其装卸效率高、航速快等优势,得到国内外以集装箱船运输为主的船东青睐.近年来,世界上主要发达国家出口的大部分杂货采用集装箱船运输,同时随着造船新规范、规则贯彻实施的深化,开发新型环保节能新船型是船厂保证持续接单量的重要手段.3400TEU集装箱船是针对船东的需求开发的一型适合公司#1号干船坞建造的新型集装箱船,本文就本船的主要参数和总体布置情况以及主机选择、船型优化设计、EEDI能效设计指数和经济性能指标等进行探讨.

基于节能减排目标下高能效船舶设计方法研究

为了设计满足新的排放要求的高能效船舶,通过研究现有船型的CFD/水池实验的结果,从不同船型的船舶主尺度的总体优化选择的角度进行分析和比较,论证了散货船、集装箱船和油船在不同设计尺度下的不同能效设计指数,最终得出通过选择船舶的主尺度来得到高能效船舶的设计基本思路。

基于水动力性能优化的船型设计研究进展

随着计算机技术的飞速发展,基于性能仿真的船型设计在我国船舶行业得到广泛重视和大力发展。船型优化设计主要包括了船型变换、水动力性能评估、近似模型以及优化算法等模块。该文介绍了近二十几年来基于水动力性能优化的船型设计研究进展,对目前各模块所运用的理论方法分别进行了归纳和总结。根据目前该领域所需的关键技术以及面临的难点,详细介绍了上海交通大学船海工程计算水动力学研究中心(CMHL)在船型优化领域所做的工作。

全局流场优化驱动的船舶水动力构型设计新方法

以船舶数值仿真技术为依托,以高速计算能力为基础,结合船体几何重构与变形技术,并将其融入基于现代优化分析理论的设计流程,建立了一种全局流场优化驱动的船舶水动力构型设计新方法/模式,国际上称之为SBD(Simulation Based Design)技术。该文系统介绍了该设计方法的概念内涵和关键技术,对国内外相关研究进展情况进行了总结和评述,并对后续发展趋势以及该方法在船型创新设计中的重要性进行了分析。

内河LNG船的发展前景及相关问题探析

本文在分析内河LNG船发展的基础上,探讨了内河LNG运输船的船型优化设计,以及内河LNG燃料船设计等方面问题,希望能够切实提高内河LNG船的发展。

试论内河LNG船的发展前景及相关问题

本文在分析内河LNG船发展的基础上，探讨了内河LNG运输船的船型优化设计，以及内河LNG燃料船设计等方面问题，希望能够切实提高内河LNG船的发展。