原文传递
基于BP神经网络的三体船布局优化研究
| 论文题名： | 基于BP神经网络的三体船布局优化研究 |
| 关键词： | BP神经网络;三体船;布局优化;仿真模拟 |
| 摘要： | 近些年,高速三体船研究越来越受到人们的重视,特别是在其布局优化方面更是得到了许多学者的关注。其中很多研究取得了显著的成果,得到了很多有益的结论,但研究方法一般还都是采用基于粘性理论的CFD计算技术,计算时间较长,因此研究对象多选用简单数学船型或针对几种特定的布局方式,这不适用于大量的变换布局、航速的推广研究。 针对上述问题,本文同样从船体静水阻力的角度出发,取多组CFD计算结果为样本点,应用目前最流行的BP神经网络对该可变形三体船[4]进行了布局优化,在保证精度的基础上模拟预测了多组不同航速、不同布局下的单位排水量阻力值,从而得到了该船型随航速变化下的最佳布局。本文的具体工作主要分为以下三个部分: 一、在浅水域情况下,利用比较成熟的粘性CFD软件FLUENT对现代复杂船型DTMB5415的流场进行数值模拟并计算其静水阻力,与实验数据作对比,保证其精确度为进一步计算奠定基础。后创造性的提出以该船型为基本船型的可变形三体船,利用CFD软件得到三体船在不同航速、不同布局下的阻力及流场形态,并通过对比分析进行船型的优化。 二、选取CFD计算结果为样本值,建立BP神经网络进行多次训练,保存最优网络后通过设定变量的步长进行2000组不同航速、不同布局下的总阻力值预测,并得到随航速变化的最优布局曲线。其中,取傅氏数(即航速)和主侧体的纵向间距为输入变量,CFD计算的三体船静水总阻力为期望输出变量,可进行大范围、低成本的预测。 三、对于纽西兰已建三体船“环球竞赛”(Earthrace)号在不同航速下进行了阻力性能的仿真模拟,实现了对三体实船的阻力预报分析。 三体船的研究方兴未艾,限于既定硬件条件及作者自身知识储备的欠缺,还未曾涉及对称性以及主侧体线型对于三体船快速性的影响,因此本文结果具有一定的局限性。同时,对于该船型的耐波性和操纵性等性能的研究都非常重要,有待于学者们进一步探讨。 |
| 作者： | 许小颖 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 闫宏生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
