船体线型最优化设计方法
基于cfd的散货船船体型线自动优化
收稿日期：２０１８１２２２ 基金项目：自主创新本科生项目基金研究项目（２０１８Ｊ７Ｂ１０７） 作者简介：赵无忧 （１９９９—），女，本科，从事 船 型优 化研 究；郭啸 轩 （１９９８—），女，本科，从事船型优化研究；束永昊（１９９８—），男，本科， 从事船型优化研究；常海超（１９８５—），男，博士，讲师，从事船型优化 中的近似方法研究。
∫∫Ｖ∫（Ｐｘ＋Ｑｙ＋Ｒｚ）ｄｖ＝Ｓｗｅ∫ｔ＋∫Ｓｗｌ（Ｐｎ１ ＋Ｑｎ２ ＋
Ｒｎ３）ｄｓ 式中：Ｐ、Ｑ、Ｒ为变量。
ห้องสมุดไป่ตู้（７）
船体湿表面 Ｓｗｅｔ与水线 Ｓｗｌ面所围成的部分即为 船体排水体积 Ｖ。
静水力数据包括排水体积、浮心纵向位置、湿表
面积等，它们的求法如下。
求解排水体积：Ｐ＝０，Ｑ＝ｙ，Ｒ＝０
＝∫∫Ｖ∫（Ｐｘ＋Ｑｙ＋Ｒｚ）ｄｖ＝Ｓｗｅ∫ｔ＋∫Ｓｗｌ（ｙｎ２）ｄｓ＝
０ 引言
１ 平台优化框架及过程
船型优化在船舶研发设计中始终占据重要位 置，国内外很多学者对此展开研究。文献［１３］主要 研究了多目标遗传算法对优化结果的影响并建立了 优化平台，进行了海上三体补给运输概念船和双体 高速船的 优 化，获 得 了 较 好 的 优 化 结 果。 文 献 ［４］ 结合稳健设计方法和 ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ试验设计、遗传算 法进行了高速双体船初步设计阶段的不确定性优 化，并验证了此方法具有一定的工程实用价值。文 献［５７］利用径向基函数插值方法对船型优化进行 了深入研究，并自主研发了基于 ＣＦＤ的船型优化平 台，采用粒子群算法对 Ｓｅｒｉｅｓ６０船体曲面进行修改， 以产生球鼻艏形状，再对修改后的船型进行艏部和 艉部优化，获得了良好的减阻效果。研究表明，利用 径向基插值函数方法和粒子群算法集成的平台适合 工程需要。
船舶推进效率优化的技术与方法
船舶推进效率优化的技术与方法在广袤的海洋上，船舶作为重要的运输工具，其推进效率的高低直接关系到运营成本、航行速度和能源消耗等关键指标。
优化船舶推进效率不仅能够降低能源消耗、减少环境污染，还能提高船舶的经济效益和竞争力。
因此，研究船舶推进效率优化的技术与方法具有重要的现实意义。
船舶推进系统是一个复杂的综合体系，涉及到船舶的线型设计、主机性能、螺旋桨设计以及船舶的运营管理等多个方面。
下面我们将从这些方面逐一探讨船舶推进效率优化的技术与方法。
一、船舶线型优化船舶的线型设计对其在水中的阻力特性有着至关重要的影响。
良好的线型设计可以有效减少船舶在航行过程中的阻力，从而提高推进效率。
在船舶线型优化中，首先要考虑的是船体的主尺度比，如船长、船宽、吃水等的比例关系。
较长的船长和较瘦的船型通常有利于减小兴波阻力；适当增加船宽可以提高船舶的稳性，但也可能会增加摩擦阻力。
因此，需要在稳定性和阻力性能之间找到一个平衡点。
此外，船体的首部和尾部形状也对阻力有着显著影响。
流线型的首部可以减少兴波阻力，而优化后的尾部形状能够改善尾流场，减少粘压阻力。
例如，采用球鼻艏可以在一定条件下抵消兴波阻力，提高船舶的航行效率。
现代船舶线型设计通常借助计算机流体动力学（CFD）软件进行模拟分析。
通过建立船舶的三维模型，模拟船舶在不同速度、吃水和海况下的水流情况，从而评估不同线型方案的阻力性能，并进行优化。
二、主机性能优化船舶的主机是推进系统的动力源，其性能的优劣直接影响到推进效率。
对于内燃机主机，如柴油机，优化燃烧过程是提高性能的关键。
通过改进喷油系统、优化进气和排气系统，以及采用先进的涡轮增压技术，可以提高燃烧效率，增加功率输出，同时降低燃油消耗和排放。
燃气轮机作为一种高效的主机类型，具有功率大、启动快等优点。
对于燃气轮机，提高压气机和涡轮的效率，优化燃气的燃烧过程，可以进一步提升其性能。
此外，主机的选型也非常重要。
需要根据船舶的航行需求、运营特点和燃料供应等因素，选择合适类型和功率的主机。
船舶结构优化设计的理论与实践
船舶结构优化设计的理论与实践船舶作为人类在海洋上的重要交通工具和工程装备，其结构的安全性、可靠性和经济性一直是船舶设计领域的核心关注点。
船舶结构优化设计旨在通过科学的方法和技术，在满足各种性能要求的前提下，实现结构重量最轻、强度和刚度最佳、成本最低等目标。
本文将从理论和实践两个方面对船舶结构优化设计进行探讨。
一、船舶结构优化设计的理论基础1、力学原理船舶在航行过程中会受到各种载荷的作用，如静水压力、波浪载荷、货物重量等。
因此，船舶结构优化设计必须基于力学原理，包括静力学、动力学、材料力学、结构力学等。
通过对这些力学知识的运用，可以准确地分析船舶结构在不同工况下的应力、应变和位移情况，为优化设计提供基础数据。
2、数学模型数学模型是船舶结构优化设计的重要工具。
常见的数学模型包括线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划等。
这些模型可以将船舶结构的设计问题转化为数学上的优化问题，通过求解数学方程，得到最优的设计方案。
3、优化算法优化算法是求解数学模型的关键。
目前，在船舶结构优化设计中常用的优化算法有遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。
这些算法具有不同的特点和适用范围，可以根据具体的设计问题选择合适的算法。
4、有限元分析有限元分析是一种有效的数值分析方法，可以对船舶结构进行精确的力学分析。
通过将船舶结构离散为有限个单元，并对每个单元进行力学计算，可以得到整个结构的应力、应变和位移分布。
有限元分析为船舶结构优化设计提供了可靠的分析手段。
二、船舶结构优化设计的实践应用1、船体结构优化船体是船舶的主体结构，其优化设计对于提高船舶的性能和经济性具有重要意义。
在船体结构优化中，可以通过改变船体的形状、尺寸、板厚等参数，来实现结构重量减轻、强度和刚度提高的目标。
例如，采用流线型的船体外形可以减小水阻力，提高船舶的航行速度；合理分布船体的板厚可以在保证强度的前提下减轻重量。
2、舱室结构优化船舶的舱室结构包括货舱、油舱、水舱等，其优化设计对于提高船舶的载货能力和安全性至关重要。
船舶推进效率优化的策略与方法
船舶推进效率优化的策略与方法在现代航运业中，船舶推进效率的优化是一个至关重要的课题。
提高船舶推进效率不仅能够降低运营成本，减少能源消耗，还能降低对环境的影响，增强船舶的竞争力。
那么，如何实现船舶推进效率的优化呢？这需要从多个方面入手，综合运用各种策略和方法。
首先，船舶的设计阶段是决定推进效率的基础。
在船舶的初步设计中，船体的线型优化是关键之一。
一个合理的船体线型能够减少水流的阻力，从而提高船舶在水中的行进效率。
这需要借助先进的流体动力学计算软件和模型试验，对不同的线型方案进行模拟和评估，以找到阻力最小的设计。
例如，采用细长的船体、优化船首和船尾的形状，可以有效地降低兴波阻力和粘滞阻力。
螺旋桨的设计也对推进效率有着重要影响。
螺旋桨的叶片数量、直径、螺距等参数需要根据船舶的主机功率、转速、航行速度等因素进行精心计算和选择。
现代螺旋桨设计通常采用计算机辅助设计（CAD）和计算流体动力学（CFD）技术，以精确模拟螺旋桨在水中的工作状态，优化其水动力性能。
此外，新型的螺旋桨设计，如可调螺距螺旋桨和导管螺旋桨，能够根据不同的航行条件调整工作状态，进一步提高推进效率。
船舶的动力系统选择也是影响推进效率的重要因素。
传统的内燃机作为船舶的主要动力源，其燃烧效率和排放性能对能源利用和环境影响有着直接的关系。
近年来，随着技术的发展，燃气轮机、电力推进系统和混合动力系统等新型动力方案逐渐受到关注。
燃气轮机具有功率密度高、启动迅速等优点，但燃油消耗较高；电力推进系统则具有调速范围广、机动性好等特点，通过优化能量管理系统，可以提高能源利用效率；混合动力系统结合了多种动力源的优势，能够根据航行工况灵活切换，实现最佳的燃油经济性。
在船舶的运营过程中，船舶的维护和管理同样对推进效率有着不可忽视的影响。
定期对船体进行清洁和保养，去除附着在船体表面的海洋生物和污垢，可以减少船体的粗糙度，降低阻力。
同时，对螺旋桨和轴系进行定期检查和维修，确保其处于良好的工作状态，避免因磨损和变形导致的效率下降。
7万吨级成品油船线型优化设计
摘
要
介 绍 了 当前 国 内外 市 场 需 求 量 较 大 的船 舶 品 种 之 一 —— ７万 吨成 品 油 船 的船 体 线 型 优 化 设 计 ， 进 行 了 共 两次 优 化 设 计 （ 部 改 型和 艉 部 改 型 ） 派 生 出三 个 不 同 的 船 型 方 案 ， 中 包 括 两 个 不 同 的 球 艏 和 两 个 艉 线 型 艏 ， 其
图 ２ 艉 部线 型横 剖 面
３ １ 阻 力 试 验 结 果 分 析 ．
降阻 效果将 会更 加 显著 。
各 线型方 案在 设计 状态 下 的兴波 阻力 系数 比
较 曲线见 图 ３ 。其 中 为 航 速 ； ｗｌ Ｃ 、 ｗ３ Ｃ 、 ｗ２ Ｃ 分 别 为三个方 案 的兴 波阻力 系数 。
型 加 长 球 艏 而 突 出 艏垂 线 （ ． 前 的长 度 ， 原 Ｆ Ｐ） 较 方 案增 长 了 ０ ６ ｍ， 艏 最 大突 出点 的高 度 亦 略 ．４ 球
有下 降 。 艏部 横剖 面 面积基 本保 持不 变 ， 但设 计 水
线 处 的半 宽 略 有减 小 ， 该 船 的水 线 面 系数 略 有 使 下 降 ， 计 水线半 进 水角稍 有减 小 。这样 ， 设 球艏 的
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４ ７卷 第 ２ （ 期 总第 １ ３ ） ７期 ２ ０ 年 ６月 ０６
中
国
造
船
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ２（ ｅ ｉｌＮｏ １ ３ １４ ． Ｓ ｒａ ． ７ ）
Ｓ Ｉ Ｈ ＰＢＵＩ ＬＤＩ ＮＧ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ
Ｊ 油船线型优化； 船舶阻力Ｉ 船舶推进
中图分 类号 ： ６．１ Ｕ６１３２
文献 标识 码 ： Ａ 与现 有 同类 船 型 的性 能进 行 了 比较 ， 明该 船 的 证 最 终船 型 方 案 是优 秀 的 ， 该 船 型 的改 型 是 成 功 对
中型豪华游船直立艏型线设计和优化研究
中型豪华游船直立艏型线设计和优化研究中型豪华游船是一种具有高度舒适性和豪华设施的游轮，通常用于长途航行和游览。
直立艏型线设计和优化是中型豪华游船设计中非常关键的一部分，可以影响船舶的航行性能和船体稳定性。
本文将探讨中型豪华游船直立艏型线设计和优化的相关内容，并探讨其在实际设计中的应用。
1.直立艏型线的概念和作用直立艏型线是游船船体设计的一部分，主要位于船船头的上部。
它是船体的外形曲线，在整个船舶船体结构中起到重要作用。
直立艏型线的设计可以影响船舶的航行性能，包括速度、稳定性、航行平顺性等方面。
一个合理优化的直立艏型线可以降低船舶的阻力，提高船舶的速度性能，同时也可以提高船体的稳定性，减小船只在航行中的晃动和倾斜，提高乘客的舒适度。
2.直立艏型线设计的方法和技术直立艏型线设计通常是一个多学科、多参数的复杂问题，需要结合流体动力学、结构设计、材料力学等多个方面的知识进行综合考虑。
常见的直立艏型线设计方法包括形状参数化建模、流体动力学模拟和优化算法等。
形状参数化建模可以将直立艏型线的曲线形状进行数字化描述，方便后续的设计和优化。
流体动力学模拟可以通过计算流体动力学软件对不同的直立艏型线方案进行性能评估和比较。
优化算法可以结合设计要求和约束条件，自动最优的直立艏型线设计方案。
3.直立艏型线优化的应用案例在实际的游船设计中，直立艏型线优化是非常重要的一环。
通过合理的直立艏型线设计和优化，可以提高游船的性能和乘客的舒适度，降低船舶运营成本。
以型中型豪华游船设计为例，设计团队通过流体动力学模拟和优化算法进行直立艏型线设计和优化，最终得到了一个符合设计要求的最优直立艏型线方案。
该方案不仅提高了游船的速度性能和稳定性，还减小了船舶的阻力，节约了燃油成本，提升了游船的整体竞争力。
总之，中型豪华游船直立艏型线设计和优化是游船设计中非常重要的一环，其合理设计和优化可以显著提高游船的航行性能和船体稳定性。
未来，随着游船设计技术的不断进步和发展，直立艏型线设计和优化将继续发挥重要作用，推动中型豪华游船领域的创新和发展。
考虑尾部黏性分离的全船线型优化
离域； 然后根据分离域数值， 判断黏性阻力， 得到最小阻力船型．６ 船 型为母型的算例表明， 用 ￥０ 运 该方法可获得在船体线型微小变化下总阻力有所改善的船型 ； 设计思想可为研究船尾、 乃至全船的
线型优化提 供理 论基础 和技 术 支持． 关键词 ： 全船 线型 ；Ｒ ｎ ｉｅ源法 ； ａ ｋｎ 黏性 分 离；非线性规 划 中图分类 号 ： ６ １３ ２ Ｏ ２ ． Ｕ ６ ． １ ； ２ １２ 文献 标志码 ： Ａ
ｍ ｔ ｄ ．Ｔ ｅｄｓ ｎｏｊｃ ｏ ｅｏ ｔ ｉ ｔ ｎｍ ｔｏ ｌｈ ｌｌ ｅ ， ｄｔ ａ ｂｅｔ ｅ ｕ ｃ ｏ ｅ ｏ ） ｈ ｅｉ ｂ ｔ ｆ ｐｉ ｚ ｉ ｅ ｄｉ ｆ ｌ ｕｌｉ ｓ ａ ｅｍ ｉ ｏｊｃｉ ｎｔ ｎ ｈ ｇ ｅ ｔ ｈ ｍ ａｏ ｈ ｓｕ ｎ ｎ ｈ ｎ ｖｆ ｉ
Ｏｐ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｖ ｒ ｌ ｈ ｌ ｌ ｅ ｔ ｔ ｒ ｉｃ ｕ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｔｍ ｚ ｔｏ ｎ ｏ ｅ ａ ｌ ｕ ｌ ｉ ｓ ｗｉ ｓｅ ｎ ｖ ｓ ｏ ｓ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｈ
Ｚ ＡＮ ａｊ， ｅ ｉｇ Ｈ Ｇ Ｂ ｏ ＸＵ Ｌ ｐｎ ｉ
考 虑尾 部 黏性 分离 的全 船 线 型优化
张 宝吉 许 乐平 ，
（ 上海海事大学 海洋环境与工程学院， 上海 ２ １０ ） ０ ３６
摘
要： 为获得低 阻、 高效的优 良船型 ， 以势流 兴波 阻力理论 Ｒ ｎ ｉｅ源法 为基础 ， 合非 线性 规 划 ａ ｋｎ 结
法 ， 出以全船 线型 为设 计对 象 ， 提 以降低 兴 波阻力 为主要 目标 ， 同时考 虑尾部 黏 性 分 离影 响 的最 小 总 阻力船 型优化 设计 方法． 方法利 用简 易二 维湍流 分 离判 断式求各 流线上 的分 离点 ， 该 近似 求 出分
基于最小阻力的某大型船舶型线优化
基于最小阻力的某大型船舶型线优化随着船舶工业的发展，船舶的设计和制造越来越受到重视。
船舶的型线设计是其中非常重要的一环。
针对某大型船舶型线的优化，本文将以最小阻力为目标，探讨如何进行优化。
一、最小阻力的概念在船舶设计中，最小阻力是指船舶所受到的流体阻力最小。
流体阻力是船舶运动中所受到的阻力，通常是船舶与水之间的摩擦阻力和形状阻力的总和。
最小阻力的设计可以减少船舶的燃料消耗和运营成本，并提高速度和稳定性等方面的性能。
二、型线设计的目标在进行型线设计时，需要考虑到多个因素。
不同的目标会导致船舶的形状和性能也不同。
例如，最大载重能力是其中之一的目标。
但是，对于大多数现代船舶，最小阻力是一个基本的设计目标。
优化型线以最小阻力为目标可以减少船舶的燃料消耗和运营成本，并提高速度和稳定性等方面的性能。
三、如何进行船舶型线优化1. 研究船舶流态学特性船舶的型线设计需要用到流体力学知识，通过对船舶流态学特性的研究，可以更好地把握优化方向。
在了解流态学特性后，可以根据特性对型线进行调整，达到最小阻力的效果。
2. 合理设计船舶外形设计船舶外形时，应该合理地采用曲线来减小流体阻力。
在外形设计中，船头和船尾是最容易产生流体阻力的地方。
应该针对这些部位进行优化设计，使用流线型外形，减小阻力。
3. 按比例设计船身根据船舶的用途和设计要求，采用合适的长度与宽度比例设计船身。
将船身侧面积尽可能减小，减少面对来自水流的摩擦力和阻力。
此外，还应适当调整船舷、船体圆角和托架等，以减少水流的搅动和摩擦，减小阻力。
四、结论对于大型船舶型线的设计，以最小阻力为目标，通过深入了解船舶流态学特性，合理设计船舶外形，按比例设计船身等方法进行优化，可以有效地减小水流阻力，提高船舶的速度和稳定性，降低运营成本。
船舶设计师应该注重最小阻力设计的研究和实践，推动船舶工业的发展。
为了更好地掌握船舶型线设计中的最小阻力优化问题，我们需要对船舶阻力的相关数据进行统计与分析，以便更好地理解影响最小阻力的因素。
大灵便型散货船的线型设计与优化
优 良的船 舶 线 型 。
在相 同的主要尺度情况下，经对线型的改型优化可使满载状态时的有效功率下降 ２ ％，收到功率下 ３
降 ２％，设计状 态时的有效功率下降 ２ ％，收到功率下降 ３％，相 应的船速可分别提高 Ｏ６ｎ及 ０７ｎ ４ ０ ０ ． ｋ ． ， ｋ 说明对线型的 改型优化取得 了较为 显著的效果。为采用 兴波数值计算分析与船舶线型方面经验相结合 的
表 １ 目前 已有或在建 的五万吨级灵便型散货船主要船型一览表
表 ２ 开发研究项 目基 本要求
开发研 究 以试验研 相关研 究 的经验 ，再根 据市 场
的需求 以船舶在 满载状 态 （ 结构吃水 ） 、主机 功率 为 ８２ｋ ￣ １．ｒ ｎ时 ，其航 速不 小于 １． ｋ ７０Ｗ １７３／ ｍｉ ４５ ｎ为 ０
大多在 Ｏ８ ．６以下 ，为 了进一 步增大其 方形系 数 ，开 发 了由上海 佳豪船 舶工程设计 股份有 限公 司设计 ， 中 国船舶科 学研 究中心承担 试验研 究的超大 方形系 数 （ Ｂ ． ）的大灵便 型散货船 。 Ｃ ８ ６
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ ０ ９０ ． ；修 改稿收稿 日期 ：２ ０ — ３０ ２ ０ ９０ ．５
预期 目标 。
２ 线型设计与试验研 究
船 舶 主要尺 度确定 后 ，船 体线 型是影 响船舶 快速 性能优 劣 的关键 ，往往 在船 舶主 尺度要 素及 主机 功率 相 同的情况 下 ， 由于采 用不 同的线型 而会 使航速 有较 大 的差异 ［。因此必 须对船 体 线型进 行深 入 ¨
的分析研究，在船舶最新设计理念及有关理论指导下，结合以往线型设计的经验，采用模型试验研究
船体线型最优化设计方法
兴波阻力系数 CW 通过 Rankine 源[10- 11] 法来计
算. 形状影响系数[12 ]
k
=
( V 1Π3 ) L
·(0. 5 CB
+
2γ1. 3 )
CB
(3)
其中 :γ = ( bΠL ) Π[ 1. 3 (1 - CB ) - 0. 031 lcb ] ; V 为排
水体积 ; L 为船长 ; b 为船宽 ; CB 为方形系数 ;γ为
Dalian Universit y of Technology , Dalian 116024 , China)
Abstract : To rapidly produce t he hull form wit h excellent resis2 tance performance , and develop t he program of ship lines opti2 mal design wit h independent intellectual property , taking t he total resistance as objective function , and t he parameters of hull form modification function as t he design variables , t he mat h2 ematical model based on t he non2liner programming ( NL P) met hod was established while ensuring t he appropriate displace2 ment. The high2speed surface ship was selected as initial hull form , and optimizing design was carried out for different areas of fore2body of t he hull form , t hereby t he resistance perfor2 mance and lines characteristics of t he improved hull form were obtained , and its changing rule was also found , which can pro2 vide t he t heory foundation and technical support for new hull de2 velopment and hull form optimization. Key words :hull form ; lines optimization ; Rankine source met h2
优化算法在船体型线参数化设计中的应用
＝
＝
（ 阶矩 ） 一
。
１１
式中， 是控制点，｛ 是权重，｛ ｐ ） 是定义在非周期节点矢量 上的ｐ次Ｂ样条基函数。除 ） ）
，
非特 别 说 明 ，一 般假 定 ＝０、 ｂ＝１ 、
可 改写 为
＞０。如 果定 义
，
ｐ ＝
，
，
） Ｚ ，） 则 （ ｗ ｐ ，式１ ￣ ／ ）
５卷 ３
第３ （ 期 总第 ２２期 ） ０
中
国
造
船
Ｖｏ ．３ Ｎｏ３ （ ｅｉ ｌ ． ０ １ ５ ． Ｓｒ ａ Ｎｏ ２ ２）
Ｓ ｐ． ０ ２ ｅ ２ １
２１ ０２年 ９ 月
Ｓ ＩＢ Ｉ ＤＮＧ Ｏ ＨＩＡ Ｈ Ｐ Ｕ Ｌ Ｉ ２ ３０ ６ ．７ ０ ０４ ８ ２ １ ）０ ．０ ８０
（ ａ
ｂ ）
（） １
收稿 日期 ：２ １－２１ ；修 改稿 收稿 日期 ：２ １．７０ ０ １１．９ ０ ２０ －８
５卷 ３
第 ３期 （ 总第 ２ ２期 ） ０
张
辉 ， ： 化算 法在 船体 型线 参数 化设 计 中的应 用 等 优
６ ９
１
起 点 位 置 坐 标
Ｘ
ｒ。 ：
本文依据 由主尺度要素和承载船舶信息的基本曲线建立的数学模型，分别应用牛顿／ 拉夫森迭代法 Ｊ
和 微分 群体 智能 算法［来求解 该 问题 ，并编 制 了 ｃ ＋ ６ ］ ＋ 代码 ，以验证 不 同算 法 的有效性 。
１ 船体 型线参数化设计 的数学模型
本数 学模 型优 先考虑 站线 的参 数化 设计 ，在获 得所 需 的站 线后 ，可 插值得 到其 它类 型 的型线 。 首先 根据 目标 船 舶主 尺度 要素 和基 本 曲线 （ 如横 剖面 面积 分布 曲线 、 首尾轮 廓 线等 ） ，获取某 站 线参 数化 设计 必须 的输入 信 息 ，并 将其 归纳 在表 １中。 最终 得 到的 、满足 上述 条件 的站线 可用 一条 具有 ８个控 制 点的 Ｎ ＢＳ曲线表示 ， 即 ＵＲ
船舶工程中的船体结构优化设计指南
船舶工程中的船体结构优化设计指南船体结构在船舶工程中起着至关重要的作用。
它不仅为船舶提供了必要的稳定性和强度，还承载着各种载荷和海况条件下的振动和荷载。
为了确保船舶的安全性、可靠性和经济性，船体结构的优化设计非常关键。
本文将介绍船舶工程中船体结构优化设计的指南，以帮助设计师更好地完成其工作。
首先，船体结构优化设计中需要考虑船舶的运营需求。
船舶的用途和运营条件将决定船体结构的设计要求。
例如，不同类型的船舶可能需要不同的甲板布置、侧壁高度和舱室排列等。
因此，在开始优化设计之前，设计师需要与船主和操作人员充分沟通，了解他们的需求和运营要求。
其次，船体结构优化设计需要考虑船舶的稳定性和强度。
船体的稳定性是指船舶在水中保持平衡的能力，而强度则是指船体能够承受各种荷载和环境条件的能力。
在进行船体结构的优化设计时，设计师需要确保船体的重心位置合理，以提高船体的稳定性。
此外，设计师还需要根据船舶的载荷情况和运营环境，选择合适的材料和结构形式，以提高船体的强度。
第三，船体结构优化设计还需要考虑船舶的航行性能。
船体结构的优化设计应该能够提高船舶的航速和航行稳定性。
在设计过程中，设计师可以通过减少船体的阻力，改善船舶的航行性能。
船体的减阻设计可以通过优化船体的外形、减少船体的湿表面积和优化船舶的尾流等方式来实现。
第四，船体结构优化设计还需要考虑船体的可维修性和可维护性。
船舶在使用过程中，可能会受到各种外部因素的影响，例如碰撞、腐蚀等。
因此，在船体结构的优化设计中，设计师需要考虑船体的维修成本和维护难度。
船体结构的设计应该便于维修和维护，以降低维修成本和提高船舶的可靠性。
最后，船体结构优化设计还需要考虑船舶的经济性。
经济性包括船体结构的造价和船舶的燃料消耗等方面。
在设计过程中，设计师应该根据船舶的经营需求和预算限制，选择合适的船体结构形式和材料，以达到经济性的要求。
总之，船舶工程中船体结构的优化设计是一项关键任务。
设计师需要考虑船舶的运营需求、稳定性和强度、航行性能、可维修性和可维护性以及经济性等多个方面。
11000TEU集装箱船舶球鼻艏的线型优化设计
11000TEU集装箱船舶球鼻艏的线型优化设计摘要：本文对11000TEU集装箱船舶原有的V型线型设计方式进行改良，采用优化的V型线型设计方式，采用SHIPFLOW计算船体运行中的阻力数值，并对设计方案进行自航实验，在球鼻艏线型设计过程中要求结合运行需求选择最佳航速，实验显示优化的V型线型设计方案具有良好的航行综合效益。
关键词：11000TEU集装箱船舶；球鼻艏；线型优化；V型设计方案2020年随着新冠肺炎的出现，对全球经济发展造成了较大的冲击，我国出口行业发展也受到了较大的冲击，为此航运企业正在加强集装箱船舶设计的改进，寻求降低成本与提升总体经济效益之间的平衡，现役集装箱船舶一般初始设计服务航速为23～25kn，难以满足目前航运速度较慢降低成本的需求，因此要求改造原有原有球鼻艏，本文以11000TEU集装箱为例进行研究。
1. 11000TEU集装箱船舶球鼻艏设计概述11000TEU集装箱传统设计中采用 SV 型球艏，设计中结合了结构吃水下、吃水的综合阻力性能。
采用球尾的艉部线型设计方式，改善了螺旋桨盘面处流场，能够提升船舶的推进效率。
原有集装箱前后体横剖面采用了略V 型的设计理念，在第 9 站附近达到最大横剖面曲线。
2. 11000TEU集装箱船舶优化V型设计方案运用CFD进行SHIPFLOW数值计算，通过大量的数据分析可知，在14-18kn低速航行期间，改进型V设计方案航行中受到的总体阻力最小。
球鼻艏相对浸深会直接影响船型航行过程中所受到的阻力，在浸深越小的情况下，航行速度与所受到的阻力之间呈正比关系[1]。
球鼻艏特征参数体现在多个层面，包括纵剖面积参数、宽度参数、相对浸深、横剖面积参数、相对排水体积参数、长度参数等指标，球鼻艏特征参数对船型阻力性能具有较大的影响，由此在船型设计过程中要求能够不断优化球鼻艏。
设计中，采用优化V型设计方案，本次研究采用SHIPFL0W计算船体运行中的阻力数值，并进行船体网格划分，优化V型设计方案相关数值见下表1。
一种船体型线整体优化设计方法研究
一种船体型线整体优化设计方法研究摘要：船体型线设计是船舶设计过程中重要的一环，船体型线设计的好坏直接影响到船舶的性能。
在本文中，我们提出了一种船体型线整体优化设计方法，通过优化设计，提高船舶的速度性能和燃油经济性。
我们以型号货船为研究对象，通过流体分析和优化技术，对其进行了船体型线设计优化。
通过分析优化结果，我们得出了船体型线的最优设计方案，并对设计方案进行了验证与评估。
最后，我们通过仿真实验和数据分析，验证了该优化方法的有效性，并对今后的研究工作进行了展望与总结。
关键词：船体型线设计；整体优化；流体分析；速度性能；燃油经济性一、引言船舶是人类重要的交通工具之一，船舶的设计和建造对于国家的发展和经济建设起着重要的作用。
在船舶设计中，船体型线设计是船体设计的重要组成部分，船体型线设计的好坏直接影响到船舶的性能和效益。
船体型线设计一直以来是一个重要的研究领域，通过对船体型线的设计和优化，可以提高船舶的速度性能、操纵性能和燃油经济性。
在传统的船体型线设计方法中，设计师通常是根据经验和直觉进行设计，往往存在局部优化和整体不协调的问题，导致设计结果并不理想。
因此，如何进行船体型线整体优化设计成为船舶设计领域的一个重要研究课题。
本文将以型号货船为研究对象，通过流体分析和优化技术，对其进行船体型线设计优化。
通过对流体流动的模拟和优化计算，我们将得出船体型线的最优设计方案，并对设计方案进行验证与评估。
通过对比分析使用传统设计方法和本文提出的整体优化设计方法的结果，我们将验证该优化方法的有效性，并为今后的研究工作提供参考。
二、船体型线整体优化设计方法船体型线整体优化设计方法是一种结合流体力学分析和优化算法的设计方法，通过数学模型和计算机仿真，实现船体型线的整体优化设计。
具体设计步骤如下：1.船体型线建模：首先，对船体进行三维建模，确定船体的外形和结构。
建立数学模型，包括船体的几何特征、流场条件和约束条件。
2.流体分析：通过流体动力学分析软件，对船体在不同流场条件下的性能进行模拟和分析。
优化细化船体生产设计
优化细化船体生产设计的探讨摘要：本文从生产设计出发，就优化细化船体生产设计中的零件加工、部件装配、分段制造、分段总组及坞内搭载中精度控制的方法对船体生产设计精度控制技术来进行探讨，从而减少现场修正量，提高生产效率。
关键词：优化细化船体生产设计探讨造船是一个综合性的工业，它的作业面大，需要的工种繁多，造船的生产周期也很长。
如何提高生产效率，提高产品质量，缩短造船的周期，长期以来成为造船工作者探求的目的。
本文从生产设计出发，探索进行精益化生产设计，达到完善设计体系，降低施工难，提高设计质量、精度和效益，实现降低成本、缩短造船周期的目的。
一、优化细化船体生产设计的意义在以前，船体建造是采用零件直接在船台上装配成船的“整体散装法”。
船舶设计只提供“造什么样的船”的图纸和资料，至于“怎样造船”以及“如何组织船舶生产”大多依赖工人的技术和管理人员的指挥，船舶设计与制造、船体与舾装都处于完全分离的状态。
随着新工艺和新技术的不断应用，如何合理组织生产成为提高生产效率的关键，就要求把设计与生产统一起来——即生产设计。
船体生产设计的过程可以说是在纸上进行“模拟造船”的过程，就把工人在现场施工中需要解决的问题在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。
就是从生产设计开始入手，对船体各个部件的尺寸精度进行控制，最大限度的减少其他环节的工作量，实现外场少修割或无修割，达到快速装配和搭载，实现一次定位的目的，从而最大程度的缩短船体的建造周期，降低船舶建造成本。
船体生产设计，涉及面广而且繁杂、细致，对设计人员要求较高，不但需要具有结构设计和施工工艺知识，还需要具备一定的现场施工和管理的经验。
优化细化船体生产设计，其实质是转换造船的模式，从而实现壳、舫、涂等所有环节一体化的重要基础。
在造船技术相对发达的国家，几乎全部都采用这种技术，想要提高国家船舶制造业的竞争力，就必须努力提高造船的质量和水平，并努力低造船成本。
优化细化船体生产设计，就是运用精细的工艺技术和先进的管理对船体建造进行全面细致的分析和控制，这样就能够实现在建造初始环节就进行良好的监督，最大程度的避免后期返工，从而实现既提高工作效益又降低建造成本的目的。
船舶结构优化设计的算法研究
船舶结构优化设计的算法研究船舶作为一种重要的水上交通工具，其结构的安全性、稳定性和经济性一直是船舶设计中的关键问题。
为了满足不断提高的性能要求和降低成本的需求，船舶结构优化设计成为了船舶工程领域的一个重要研究方向。
而算法在船舶结构优化设计中起着至关重要的作用，它能够有效地提高设计效率和质量，为船舶的创新设计提供有力的支持。
在船舶结构优化设计中，算法的选择和应用需要考虑多个因素，如设计变量的类型和数量、约束条件的复杂性、目标函数的特性等。
常见的船舶结构优化算法可以分为传统优化算法和现代智能优化算法两大类。
传统优化算法包括梯度法、牛顿法、共轭梯度法等。
这些算法通常基于目标函数的导数信息来进行搜索，具有收敛速度快、计算效率高的优点。
然而，它们对于复杂的非线性问题和多峰问题往往容易陷入局部最优解，而且对初始点的选择比较敏感。
例如，梯度法通过计算目标函数的梯度来确定搜索方向，沿着梯度的反方向进行迭代搜索。
这种方法在目标函数具有良好的凸性和光滑性时效果较好，但当面对具有多个局部极值点的非凸函数时，很容易陷入局部最优解。
牛顿法则利用目标函数的二阶导数信息来构建搜索方向，具有更快的收敛速度。
但它需要计算海森矩阵，计算复杂度较高，并且对于初始点的要求更为严格。
共轭梯度法结合了梯度法和牛顿法的优点，在一定程度上克服了梯度法收敛速度慢和牛顿法计算复杂的缺点，但仍然存在局部收敛的问题。
相比之下，现代智能优化算法在处理复杂的船舶结构优化问题时表现出了更强的适应性和鲁棒性。
常见的智能优化算法有遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。
遗传算法是一种基于生物进化原理的随机搜索算法，通过模拟自然选择、交叉和变异等操作来实现优化。
它具有全局搜索能力强、对问题的依赖性小等优点。
在船舶结构优化中，可以将船舶的结构参数编码为染色体，通过不断进化种群来寻找最优解。
模拟退火算法则借鉴了固体退火的过程，以一定的概率接受劣解，从而避免陷入局部最优。
船舶水动力性能优化设计研究
船舶水动力性能优化设计研究
船舶的水动力性能是指船舶在航行过程中所表现出的各种水动力特性，如船舶的阻力、流场特性、流体动力学特性等。
在船舶设计中，船舶的水动力性能优化设计是十分重要的。
为什么需要水动力性能优化设计呢？在船舶运输领域，优化设计可以减少燃料消耗，提高运输效率，同时也可以降低船舶的排放物和噪音等环境影响。
另外，对于军用舰艇来说，水动力性能优化设计也可以增强其作战能力和生存能力。
那么如何进行水动力性能优化设计呢？一般来说，有以下几个方面可以优化：首先，优化船体线型。
船体线型的优化可以降低船舶的阻力，减少能源消耗。
例如，采用完全流线型的船体设计可以使得船舶阻力降低10%左右。
其次，优化舵和螺旋桨设计。
舵和螺旋桨的设计对于船舶的操控性和推进效率都有着非常重要的影响。
舵和螺旋桨的优化设计可以使得船舶的航速和效率更高。
再次，优化船舶运行状态。
船舶的运行状态也是水动力性能优化设计的重点之一。
通过对船舶的航速和航向等因素进行优化，可以降低船舶的阻力和波浪阻力，提高航速和效率。
最后，优化船舶动力系统。
船舶的动力系统是保证船舶正常运转的核心。
通过对船舶动力系统的优化设计，可以减少能源消耗，提高推进效率，降低排放物和噪音等环境影响。
总之，船舶水动力性能优化设计对于提高船舶的航行性能、经济性和环保性都有着非常重要的意义。
对于造船企业来说，不断探寻和研究新的优化设计方法，是提高生产效率和船舶质量的重要途径。
一种船体型线整体优化设计方法研究
优化 。
所建优 化 平 台的主要 工作流 程如 图 １ 所示。
ＤＥ Ｐ － Ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｅ ｒ
Ｃ Ｆ Ｄ分 析软件
图 １ 工作流程 图
２ 船体型线整 体优化
船 体型线 整体 优化 所采用 的方法 是 ，通 过 改变船 体若 干站 的横 剖面 的纵 向位置 ， 即沿纵 向调 整船
５ ４卷
第４ 期船
ｖ ０ Ｉ ． ５ ４ Ｎｏ ． ４ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ Ｉ Ｎｏ ． ２ ０ ７ ）
Ｄｅ ｃ ．２ ０ １ ３
２ ０ １ ３年 １ ２月
Ｓ Ｈ碑ＢＵＩ ＵＤ Ｉ ＮＧ ＯＦ ＣＨ Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ０ ． ４ ８ ８ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ － ０ ０ ０ １ － ０ ９
策 略与 传统船 型 修改 或设 计方 法 、设计 流程 ，更 为贴 近或 更 为清 晰地对 应 。 Ｋｉ ｍ，Ｙ ａ ｎ ｇ在 文献 ［ ３ ］ 中，通 过对 Ｓ ＡＣ （ Ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｒ ｅ ａ Ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ） 的调 整 ，实现 对船 体 的整体 调整 。文 中构 建 的整 体方法 ，允 许 Ｓ ＡＣ变 化 的方式 、幅度 较 有 限 。比如 ，让允 许变 化 的范 围和 位 置 固定 不变 。 由文 中 ｃ ａ ｓ ｅ ｌ 可 以看 出 ， 其 后果 是单 一使 用该 文构 建 的整体 方法 ， 并 未实现 幅度 较大 的纵 向整 体调 整和 明显 的性 能改 善 。 由其 ｃ ａ ｓ ｅ ２算 例可 见 ，其 实这 一 点反而 是通 过单 一 的局 部 方法才 得 以实现 的 。可见 ， 仅 通过 局 部方 法 ，也 可 引起 幅度足 够 的面积 纵 向整体 调整 。但 这 通常 需要 调整 多 处横 剖面 ，往 往 需要
船舶船体结构设计的最新趋势与优化方案
船舶船体结构设计的最新趋势与优化方案近年来，船舶船体结构设计一直受到广泛关注。
随着科技的发展和需求的变化，船舶船体设计不断迎接新的挑战，并不断优化方案。
本文将介绍船舶船体结构设计的最新趋势，并提出一些优化方案。
1. 轻量化设计轻量化设计是当前船舶船体结构设计的重要趋势之一。
通过采用新材料和新技术，减少船体自重可以提高船舶的载重能力和燃油效率。
例如，船舶船体可以采用高强度钢材代替传统材料，或者采用复合材料来替代部分船体结构。
同时，借助先进的结构分析和仿真软件，可以更准确地评估结构的强度和刚度，进一步减少结构重量。
2. 多功能化设计多功能化设计是船舶船体结构设计的另一个重要趋势。
为了适应不同的运输需求和市场需求，船舶的船体结构需要具备灵活性和多功能性。
例如，船舶可以设计成能够适应不同货物类型和尺寸的货舱结构，以提高运输效率。
同时，船舶船体的设计也需要考虑到未来的可持续性需求，例如安装绿色能源装置或水净化设备等。
3. 数字化设计与优化随着数字化技术的发展，船舶船体结构设计也逐渐实现数字化设计与优化。
通过使用CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）等软件工具，设计师可以更快速、精确地绘制船舶的船体结构。
此外，借助模拟和优化软件，可以对不同结构方案进行仿真和评估，以找到最优解。
数字化设计与优化可以大大提高设计效率和准确性。
4. 抗风浪设计船舶航行过程中会遇到不同的气候和海况，如强风和大浪等。
因此，船舶船体结构的抗风浪设计也成为当前的研究热点之一。
通过合理设计船体的形状和结构，可以提高船舶的稳定性和航行性能，降低遇到恶劣气候时的风险。
例如，采用反凸船型、增加船体防浪板、改造船体船首等措施，都可以改善船舶的抗风浪能力。
5. 环保设计在当前环境保护和气候变化的背景下，船舶船体结构的环保设计也备受关注。
船舶的运输和航行过程中会排放废气和废水，这对海洋生态环境造成一定的污染。
因此，船舶船体结构设计需要考虑减少污染物排放的措施。
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= 1 ,55wz
=
0
,
52 5
w z2
= 0,z
=
z0
1. 3 约束条件
本文选取如下 2 个基本约束条件 : ① 所有型值
均为非负值 ,即船体表面坐标值 y ( i , j) ≥0 ; ② 排
水体积约束 : V ≥ V 0 ;其中 , V 、V 0 分别为改良船型
和母型船的排水体积.
1. 4 算例
第 2 期 张宝吉 ,等 :船体线型最优化设计方法 25
图 4 改良船型与母型船横剖线的比较
图 6 水面舰船兴波阻力系数的比较
图 5 改良船型波形等高线与母型船 波形等高线比较
从优化计算结果表 1 和图 4 ～ 7 可以看出 ,随着
图 7 水面舰船船侧波形图的比较
1 船型优化模型的建立
1. 1 目标函数 选取总阻力 FT 为目标函数 ,即
FT
=
1 2
ρv
2
S
CT
→min
(1)
CT = CW + (1 + k) CF0 + ΔCF
(2)
其中 : CT 为总阻力系数 ; CW 为兴波阻力系数 ; k 为
形状影响系数 ; CF0 为相当平板摩擦阻力系数 ; v 为
Optimization design method of hull l ines
ZHAN G Bao2ji1 , MA Kun2
(1. Ocean Envi ron mental and Engi neeri ng College , Shanghai Maritime University , Shanghai 201308 , China ; 2. S hi p CA D Engi neeri ng Center ,
取船体前半体的不同区域分别进行优化设计. 改良 船型 A 、B 、C、D 的兴波阻力分别降低了 11. 4 %、 23. 8 %、32. 5 %、43. 7 % ,总阻力分别降低了 4. 3 %、 10. 4 %、18. 8 %、27. 2 % ,降阻效果均很明显. 但从实 用性看 ,改良船型 C 和改良船型 D 未必实用 ,其线 型的剧烈变化可能会影响该船型的其他性能 ;而改 良船型 A 和改良船型 B 相对来说比较实用 ,线型和 母型相比虽然变化不大 ,但降阻效果也很明显. 参考文献 ( References) :
(6)
其中 :
～
～
ξ = min
( x )3 Bi
,
(
1 1
-
x )3 Bi
～
,x =
x - Ai x max - A i
x max 为船尾最后端的纵向坐标 ; A i 为欲修改范围的
起点坐标 ; A i 、B i 、Ci 为设计变量. 如果 z 方向取 4 条
水线 ,即 B 1 ( x ) , …, B 4 ( x ) , z 方向采用与 z 坐标相
兴波阻力系数 CW 通过 Rankine 源[10- 11] 法来计
算. 形状影响系数[12 ]
k
=
( V 1Π3 ) L
·(0. 5 CB
+
2γ1. 3 )
CB
(3)
其中 :γ = ( bΠL ) Π[ 1. 3 (1 - CB ) - 0. 031 lcb ] ; V 为排
水体积 ; L 为船长 ; b 为船宽 ; CB 为方形系数 ;γ为
[ 1 ] ZHAN G Bao2ji , MA Kun , J I Zhuo2shang. The optimiza2
优化范围的扩大 ,改良船型的降阻程度逐渐增大 ,线 型的变化趋势也越来越明显 ,特别是改良船型 C 和 改良船型 D 的线型变化 ,在艏部出现了一个小的球 艏. 比较改良船型和母型船的波形等高线可以看出 , 改良船型的波形更加清晰 ,出现了明显的开尔文波 系 ,而且船首波的夹角逐渐变窄. 在设计 Fn 的一定 区域内 ,改良船型的兴波阻力明显降低. 从船侧波行 图上可以看出 ,改良船型的艏波和艉波明显降低.
Dalian Universit y of Technology , Dalian 116024 , China)
Abstract : To rapidly produce t he hull form wit h excellent resis2 tance performance , and develop t he program of ship lines opti2 mal design wit h independent intellectual property , taking t he total resistance as objective function , and t he parameters of hull form modification function as t he design variables , t he mat h2 ematical model based on t he non2liner programming ( NL P) met hod was established while ensuring t he appropriate displace2 ment. The high2speed surface ship was selected as initial hull form , and optimizing design was carried out for different areas of fore2body of t he hull form , t hereby t he resistance perfor2 mance and lines characteristics of t he improved hull form were obtained , and its changing rule was also found , which can pro2 vide t he t heory foundation and technical support for new hull de2 velopment and hull form optimization. Key words :hull form ; lines optimization ; Rankine source met h2
船尾肥大度 ; lcb 为浮心纵向位置.
CF0 = 0. 463 (lg Re) - 2. 6
(4)
其中 : Re 为雷诺数 , Re = vLΠν,ν为流体运动黏性
系数.
1. 2 设计变量
本文优化设计范围如图 1 所示 , 设计范围的水
线处 、船底 、船体的前后端部固定.
图 1 优化设计范围
改良船型的形状 y( x , z) 采用在初始船型
(1. 上海海事大学 海洋环境与工程学院 ,上海 201308 ; 2. 大连理工大学 船舶 CAD 工程中心 ,辽宁 大连 116024)
摘要 :为快速生成阻力性能优良船型 ,开发具有自主知识产 权的船体线型优化设计程序 ,以总阻力为目标函数 ,以船型 修改函数的参数为设计变量 ,在保证必要排水量条件下 ,建 立基于非线性规划法的数学模型. 选取某高速水面舰船为母 型 ,分别对前半体的不同范围进行优化设计 ,获得改良船型 的阻力性能和线型特点 ,并找出其中的变化规律 ,为新船型 开发和船型优化提供理论基础和技术支持. 关键词 :船体 ;线型优化 ; Rankine 源法 ;非线性规划法 ( NL P) 中图分类号 :U661. 1 文献标志码 :A
第 36 卷 第 2 期 2010 年 5 月
大连海事大学学报 Journal of Dal ian Maritime University
Vol. 36 No. 2 May , 2010
文章编号 :100627736 (2010) 0220023204
船体线型最优化设计方法 Ξ
张宝吉1 ,马 坤2
以某高速水面舰船为例 , 分别对其艏部的不同
区域进行优化设计 ,如图 2 所示. 阻力性能的优化计
算结果如表 1 所示. 改良船型与母型船的线型比较
如图 4 所示 ,改良船型与母型船的波形等高线比较
如图 5 所示 ,兴波阻力系数比较如图 6 所示 ,船侧波
形图比较如图 7 所示.
表 1 基于非线性规划法的优化计算结果
od ; non2linear programming (NL P)
0 引 言
新船型开发和船体线型优化设计是船舶工业永
恒的主题[1 - 2] ,当前 ,中国正处在由造船大国向造船 强国的战略转型期 ,加快新船型开发和船型优化技 术 ,对促进船舶工业的战略转型具有重要的指导意 义[3 - 5] . 受全球金融危机的影响 ,船舶行业也承受着 严峻的挑战[6] ,迫切要求提升船舶与海洋工程的研 发水平 ,开发具有自主产权的船型优化和设计程序 , 从而推动船舶工业进一步的发展[7] . 近年来 ,应用 CFD 技术进行船舶与海洋工程结构物数值模拟和水 动力性能预报的优越性和应用前景日益显现 ,但距 离工程要求的实用化和反应的快速化仍然还有较大 差距. 基于兴波阻力的船型优化设计在计算流体力 学理论和最优化理论非常成熟情况下 ,借助计算机 运算速度的迅速提高 ,可以达到快速 、准确生成最优 船型的目的[8 - 9] . 本文基于该思想来探讨快速生成 阻力性能优良的船体线型最优化设计方法 ,开发自 主知识产权的船体线型最优化设计程序. 分别对某 水面舰船前半体的不同区域进行优化设计 ,并分析 优化后改良船型的降阻效果和船型特点 ,找出其中 的变化规律 ,为船舶设计及航运部门提供优化船体 形状的理论基础和技术支持.
F TΠF T0 0. 957 0. 896 0. 812 0. 728
VΠV 0 1. 006 1. 013 1. 026 1. 052