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风电安装船型线优化及水动力性能研究
| 论文题名： | 风电安装船型线优化及水动力性能研究 |
| 关键词： | 风电安装船;模型试验;遗传算法;阻力优化;水动力性能 |
| 摘要： | 船舶型线优化设计是一个多目标，多约束优化过程，由于优化目标之间相互矛盾，所以如何设计出最优化的船型有很大的挑战。传统的船型优化大多采用母型船改造的方法，只能根据某个目标来进行优化，无法兼顾多个优化目标的协调平衡。本文基于船体型线优化设计的现实问题，主要做了三个方面的研究：船体水动力性能预报技术、船体型线参数化建模技术和智能最优化技术在船舶优化中的应用。 本文以风电安装船为研究对象，深入分析了船舶航行阻力和在波浪中运动响应幅值预报方法。粘性阻力通过湍流理论获得，兴波阻力通过理想流体下求解欧拉方程获得，两者相加即为风电船的总阻力；基于势流理论，运用AQWA程序对风电安装船的RAO（频域）和在不规则波中的运动响应（时域）进行数值计算，得到风电船的运动响应。在船模拖曳水池和多功能深水池分别开展风电安装船模型阻力试验和运动响应试验，对比分析试验结果和数值计算结果，验证了数值计算方法的准确性。根据Perez船型参数化表达技术，选择12个参数变量，建立风电安装船的参数化模型。基于遗传算法，建立风电安装船优化分析模型，以总阻力和耐波性能为优化目标，约束条件为排水量和湿表面积。初始种群个体100，进行20次迭代，基于实用性和曲线光顺原则进一步筛选最优船型。针对最优船型进行水动力性能预报，计算结果表明在Fr=0.19时风电安装船优化后的总阻力降低2.75％，在90度浪向角下风电安装船横摇谐摇幅值降低3.44%，表明优化后的船型达到了减阻效果，并且提高了风电安装船的耐波性能。 |
| 作者： | 许超 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 白勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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