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三体风电维护船侧体布局与阻力及耐波性能综合研究
| 论文题名： | 三体风电维护船侧体布局与阻力及耐波性能综合研究 |
| 关键词： | 海上风电;三体船;波浪增阻;纵摇垂荡;布局优化;耐波性能 |
| 摘要： | 三体船在高速航行时具有优异的阻力性能和耐波性能，因此在海上风电维护方面越来越受到关注。作为海上风电维护船，三体维护船通常在风浪较大的海况下出航作业，此时波浪增阻对其阻力性能的影响不可忽略，且波浪中纵摇和垂荡运动性能是评价其耐波性能的重要指标。目前，国内外针对高速三体船波浪增阻的数值仿真研究还比较缺乏。此外，对于三体船侧体布局的研究多集中在静水中的减阻优化，而基于实海域中阻力和耐波性能的多学科多目标优化还有待开展。 本文根据三体船模型试验资料，运用CFD软件FINE/Marine研究三体船静水阻力及规则波中迎浪增阻与运动的数值仿真方法，通过计算结果与试验数据的对比，验证了计算方法的准确性。从而针对三体维护船的多组侧体布局方案，数值仿真计算静水阻力、波浪增阻及纵摇、垂荡运动响应，并分析侧体纵向位置和横向位置的影响。 本文主要运用多学科设计优化平台 ISIGHT针对三体维护船在实海域中的阻力性能和耐波性能进行侧体布局多目标优化。首先，将各侧体布局方案的CFD计算结果作为样本点，结合三体维护船的特定工作海况，运用谱分析方法预报不规则波中增阻平均值、总阻力值及纵摇、垂荡运动有义值，建立上述参数随侧体布局变化的近似模型，代替数值计算。然后，以最小化不规则波中总阻力值和纵摇、垂荡运动有义值为优化目标，以侧体纵向位置和横向位置为设计变量，采用设置权重和比例因子的方法确定目标函数，将所建近似模型作为数据库，选用多目标遗传算法 NSGA-II，进行侧体布局多目标优化。结果表明，当侧体纵向位置为 a=0.00m（主侧体尾部对齐）且横向位置为b=3.50m时，三体风电维护船在实海域中具有综合最优的阻力性能和耐波性能。为海上三体风电维护船的设计和相关船型的性能预报提供参考。 |
| 作者： | 彭鹏 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 谢云平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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