原文传递
局部气垫双体船阻力性能优化研究
| 论文题名： | 局部气垫双体船阻力性能优化研究 |
| 关键词： | 局部气垫双体船;模型试验;阻力性能;多目标遗传算法 |
| 摘要： | 局部气垫双体船集合了常规高速双体船、表面效应船、高速滑行艇等船型特点于一身，具有吃水浅、航速高、载重大等特点。因其优越的稳定性以及宽大的甲板与侧片体，使得该船型更易于向大型化发展，然而随着船体尺寸的增加，阻力的激增制约了设计空间，因此需对局部气垫双体船的阻力性能展开优化研究。目前，对该船型水动力性能的研究主要依赖于水池模型试验，然而模型实验成本高、周期长，不利于快速设计与性能优化。本文运用 CFD数值计算方法模拟某大型化局部气垫双体船水池拖曳试验，并以此为基础对其阻力性能展开研究与优化。 采用增压式模型对垫升系统进行数值模拟，与以往的气孔进气式边界处理方法相比，增压式方法所建立的数值模型与水池试验模型更接近；对比近壁网格尺寸对计算精度的影响，建立适用于局部气垫双体船阻力性能计算的数值计算方法；基于该数值计算方法对局部气垫双体船的阻力性能进行模拟计算，并将数值计算结果与试验相比较，验证了数值计算方法的有效性；以阻力性能为研究目标对局部气垫双体船的气垫相关参数进行增量研究，分别研究气垫充气流量、气垫宽度、气封泄流高度以及气垫高度在一定范围内变化对阻力性能的影响，并对影响机理进行分析。 基于modeFRONTER综合优化平台，将最优化理论方法、CAD参数化建模、CFD数值评估等技术有效联合，建立基于SBD（Simulation Based Design）的局部气垫双体船阻力性能优化设计框架模型。以气垫宽度、气封泄流高度、气垫高度为设计变量，对局部气垫双体船越峰段（Fr=0.36）总阻力进行单目标优化，得到了单点阻力最优船型，减阻效果明显；考虑到阻力性能与航速间的密切联系，对局部气垫双体船在越峰段（Fr=0.36）与设计航速段（Fr=0.66）的总阻力进行双目标优化，建立了响应面代理模型对设计变量与目标函数之间的关系进行近似，使用多目标遗传算法对其进行求解，得到了在一定航速范围内的阻力最优船型。 |
| 作者： | 王瑞宇 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 邹劲 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
