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小水线面双体船船型参数化优化设计方法研究
| 论文题名： | 小水线面双体船船型参数化优化设计方法研究 |
| 关键词： | 小水线面双体船;船型阻力;耐波性能;参数化设计 |
| 摘要： | 随着海洋经济的快速发展，为适应更高的海上作业要求，各种新型船型不断被发展研究，小水线面双体船（SWATH）因其优秀的耐波性能，宽大的甲板面积等越来越受到造船界的重视和关注。SWATH船型的快速性和耐波性是近年来船舶领域的研究重点之一。与同等排水量单体船相比，SWATH船型具有更大的湿表面积，降低了其快速性。此外，由于海洋经济、科学研究等的需要，SWATH船型在海上执行的任务更加繁重，其在海上航行时的耐波性同样值得关注。由此，本文针对SWATH船型阻力及耐波性，进行了SWATH船型参数化优化设计方法的相关研究，主要内容如下： 首先，构建SWATH船型全参数化模型，进行SWATH船型设计参数对不同航速下SWATH阻力的敏感性分析。将SWATH参数化模型、数值模拟和SOBOL算法集成，搭建一套基于数值模拟的参数化SWATH自动计算框架，并对不同航速下的SWATH船型阻力进行自动预报，根据样本计算结果，分析讨论了各设计参数对不同航速下阻力的影响。 其次，在敏感性分析的基础上进行SWATH船型阻力优化。根据敏感性分析的结果，选定对阻力敏感性较强的设计参数为优化设计变量并建立不同航速下阻力多目标优化模型，将SWATH数值模拟自动计算框架与优化算法结合构建自动优化设计系统，运用该优化设计系统完成SWATH船型不同航速下的阻力优化，最终获得SWATH阻力最优船型。 再次，基于AQWA软件对所获得的SWATH阻力最优船型及初始船型进行耐波性预报，介绍SWATH耐波性计算流程，并计算不同航速下各SWATH船在规则波中的运动响应，包括垂荡及纵摇运动，并绘制各船型的垂荡和纵摇RAO曲线，分析初始船型和优化船型的垂荡和纵摇特征。 最后，建立基于复合权重TOPSIS的SWATH船型性能综合评价模型，对SWATH船型的阻力及耐波性综合评价。选定SWATH优化船型和初始船型为评价方案，从SWATH阻力预报和耐波性预报中提取阻力及耐波性指标，基于层次分析法和熵权法构建评价指标的复合权重，基于TOPSIS原理通过计算各评价方案的相对接近度来对各SWATH船型性能进行综合评价及排序。 综上，本文主要进行SWATH船型参数化优化设计方法研究，给出了SWATH船型全参数化建模及敏感性分析方法，进行了SWATH最小阻力船型自动优化设计，并对SWATH船型进行耐波性预报，进行了基于复合权重TOPSIS的SWATH船型性能综合评价，为SWATH船型的优化设计方法提供借鉴与指导。 |
| 作者： | 庄正茂 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 管官 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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