原文传递
基于径向基插值的船体曲面变形方法的改进及应用研究
| 论文题名： | 基于径向基插值的船体曲面变形方法的改进及应用研究 |
| 关键词： | 船型优化;曲面变形;径向基函数插值;横剖面面积曲线 |
| 摘要： | 船型优化作为节能船型研发的重要手段，越来越受到国内外的关注。船体曲面变形方法是其中的关键一环，决定了船型优化的成功与否。在船体曲面变形的众多方法中，径向基函数（RadialBasisFunction，RBF）插值能够较好的实现光顺曲面变形。本团队前期重点对RBF方法开展了深入研究，但仍存在以下问题：（1）基函数的形状参数作为曲面变形的关键，影响变形的质量，现有研究较少考虑形状参数对变形的影响；（2）在实际工程应用时，往往考虑到总布置等约束要求，当约束较多时，使用径向基插值变形的效率较低；（3）径向基插值变形适用于局部曲面的变形，无法实现全局变形。 本论文重点围绕上述问题开展以下研究。 （1）基函数比较研究。在基于RBF插值的曲面变形方法研究中，基函数的选择为插值变形的关键。论文对典型基函数的误差和平滑程度进行比较，以得到最优的基函数，拓宽基函数的选择范围。 （2）基于共轭梯度法的径向基插值求解方法。在团队前期研究中，主要是运用LU分解方法求解插值过程中构建的系数方程组，求解速率较低。针对该问题，论文将构建的系数矩阵转化为正定矩阵，并使用Cholesky分解降低条件数，最终使用共轭梯度法进行求解，以提高径向基插值变形方法的效率。 （3）基于横剖面面积曲线的船体曲面变形方法。针对RBF插值曲面变形方法无法实现全局变形的问题，提出了基于横剖面面积曲线（SectionalAreaCurve，SAC）的船体曲面变形方法，实现了船体曲面的自动生成。 （4）基于SAC和RBF曲面变形方法在船型优化中的应用。将基于SAC和RBF的曲面变形程序嵌入团队开发的船舶水动力性能多学科综合优化平台（SHIPMDO-WUT），以标模Series60（S60）船型和标模KRISOContainerShip（KCS）船型为例，实现了全局和局部的型线优化。 |
| 作者： | 王首茗 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 冯佰威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
