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基于径向基函数插值的船体曲面变形方法及应用研究
| 论文题名： | 基于径向基函数插值的船体曲面变形方法及应用研究 |
| 关键词： | 船型优化;径向基函数插值;紧支撑基函数;曲面变形 |
| 摘要： | 2013年1月1日，国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）提出的船舶能效设计指数（Energy Efficiency Design Index，EEDI）正式实施，这是船舶节能减排领域的重大进步。对于立志成为世界造船强国、航运强国的中国而言，这既是机遇也是挑战。由于EEDI数值的大小与船型密切相关，船型优化成为实现船舶节能减排的重要途径，中国必须要加快船型研发的步伐。 本论文以船型优化为背景，重点研究基于径向基函数插值的曲面变形方法和其中存在的关键问题，并开发了相应的计算模块。最后通过优化实例和试验验证，证明了该方法的工程实用价值。论文的主要内容涉及以下五方面： 1)阐述船体曲面NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines）表达和径向基函数（Radial basis function，RBF）插值方法的基本理论。 2)通过数值算例比较了4种典型形式的基函数，并根据船体曲面的特点，最终确定采用Wendland?3,1基函数应用于曲面变形。 3)针对 Wendland?3,1基函数中的关键参数—支撑集半径的计算问题，提出通过控制点集的Delaunay三角剖分计算支撑半径。在以上研究的基础上，开发船体曲面变形模块并完善现有的船型优化平台。 4)以三个航速下的兴波阻力最小为目标，完成了标模 KCS（ KRISO Container Ship）艏部型线的多目标优化。通过敏感度分析法，研究了变量对兴波阻力的敏感性。 5)以Series60为优化对象，完成了该船艏艉型线阻力性能的分层次优化，并开展了船池拖曳试验的验证，证明了该方法的可行性和工程实用价值。 |
| 作者： | 沈通 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 冯佰威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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