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基于CFD的散货船首部型线优化
| 论文题名： | 基于CFD的散货船首部型线优化 |
| 关键词： | 散货船;船首型线优化;阻力特性;计算流体动力学 |
| 摘要： | 本文以一艘散货船为目标优化船型，通过改良船首型线，在排水体积和浮心纵向坐标变化范围分别在0.5%和1%的约束条件下完成总阻力减小约5%的目标，本文主要内容如下： （1）介绍散货船阻力数值求解方法。依托于计算机技术的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）已成为研究快速性等领域的利器，本文利用STAR-CCM+软件进行数值计算。 （2）验证CFD预报此散货船阻力方法的可行性。CFD计算结果与船模试验所得阻力结果的相对误差均在可接受范围内，且阻力随航速的变化关系也趋于一致，证明了CFD预报本船阻力的可行性。 （3）研究半进流角变化对阻力的影响。根据型线优化理论优化船首型线，调节设计水线首端半进流角，拟定 6 种型线优化方案，建模计算，研究半进流角变化对阻力的影响并寻找最佳优化方案。 （4）搭建并应用参数化船型优化系统完成总阻力优化。应用CAESES软件，集成 STAR-CCM+并结合最优化技术，构建完整的参数化船型优化系统。先用Sobol算法进行全局寻优，再分别用TSearch算法和NSGA-Ⅱ算法二次寻优，获得最小总阻力船型并对比这两种算法。 （5）比较直接修改半进流角大小和应用参数化船型优化系统所得优化船型的阻力数据，分析这两种方法的优劣性及适用范围。 通过以上研究工作，可找出船首型线优化中对总阻力影响最大的阻力成分，从而为散货船的优化减阻提供一定的参考。 |
| 作者： | 孙海莎 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 孙江龙;张安平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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