基于参数化建模和CFD数值模拟的船舶球鼻艏优化设计

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４５５１．２０１６．１１．００７
基于参数化建模和ＣＦＤ数值模拟的
船舶球鼻艏优化设计术
兰林强，罗伟林２
（１．福州大学机械工程及自动化学院，福建福州３５０１１６；
舶球鼻艏型线进行了优化设计。通过优化平台对船体球鼻艏各项参数进行了自动优化调整直至满足减小船舶兴波阻力的优化目标。应用所构建的优化框架，以兴波阻力最小化为目标对某一滚装船球鼻艏型线进行了优化设计。研究结果表明，型线优化后的
船体兴波阻力得到下降，船艏周围兴波得到了改善，验证了所提出型线优化设计方案的有效性。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｕｌｂｏｕｓｂｏｗｏｆａｈｕｌｌ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｈｕｌｌｂｙｕｓｉｎｇＮＵＲＢＳａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｕｌｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎＲａｎｋｉｎｅｓｏｕｒｃｅｐａｎｅｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｈｙｂｉｄｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｇｏｌａｗｅｒｅａｎｌｙａｚｅｄ．Ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍａｔｔｈｅｓｈｉｐｄｅｓｉｇｎｓｔａｇｅｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｌｉｎｅｓｏｆｂｕｌｂｏｕｓｂｏｗｏｆａｈｕｌ１．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｉｎｅｓｏｆｂｕｌｂｏｕｓｂｏｗｏｆａｈｕｌｌｗｅｒｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ
ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＣＦＤｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
ＬＡＮＬｉｎ．ｑｉａｎｇ．ＬＵＯＷｅｉ．１ｉｎ，
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｓｉｎＳｈｉｐａｎｄＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１６，Ｃｈｉｎａ）
关键词：船舶型线设计；参数化建模；ＣＦＤ计算；兴波阻力
中图分类号：ＴＨ１２２；Ｕ６６２．２文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ４５５１（２０１６）１１—１３２９— ０６
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｎｅｓｏｆｂｕｌｂｏｕｓｂｏｗｏｆａｈｕｌｌｂａｓｅｄｏｎｐａｒａｍｅｔｒｉｃ
第３３卷第１１期
２０１６年１１月
机
电
工
程
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．１ｌ
ＮＯＶ．２０１６
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｉｒｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２．福建省船舶与海洋工程结构性能联合创新重点实验室，福建福州３５０１１６）
摘要：针对传统船舶球鼻艏形状设计存在的问题，对基于ＮＵＲＢＳ方法的船体完全参数化建模和基于Ｒａｎｋｉｎｅ源的面元法的船舶阻
力数值计算进行了研究，对一源自组合型优化策略结合设计变量、约束条件和优化目标进行了分析，通过建立一类自动优化平台对船