發(fā)布時間：2022-10-27 21:23

　　近年來,隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展,各地區(qū)的相互貿(mào)易也日趨頻繁,航運業(yè)起到了舉足輕重的作用。從船舶的經(jīng)濟性能與節(jié)約資源的角度考慮,為提高船舶水動力性能,一個良好的船體型線是必不可少的。此外,由于貨運量巨大與貨運任務(wù)的時限問題,單船的貨物運輸已經(jīng)不能解決客戶巨大的貿(mào)易需求,船舶的編隊化航行越來越被人們重視并應(yīng)用到實際運輸任務(wù)中,根據(jù)許多自然界中的現(xiàn)象如大雁南飛和魚群遨游可知,群體運動現(xiàn)象存在能耗較低的排列方式,因此船舶編隊航行時亦存在節(jié)能率高的編隊隊形。船體型線優(yōu)化設(shè)計是船舶設(shè)計階段必不可少的環(huán)節(jié)。實現(xiàn)船體三維曲面的變形成為船體型線優(yōu)化設(shè)計首先需要解決的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。本文采用一種基于NURBS曲線曲面基本理論的船體三維曲面修改技術(shù)--自融合方法,通過對母船型的基礎(chǔ)橫剖面進行融合操作得到新船型的基礎(chǔ)橫剖面,并對其進行插值得到新船型三維曲面,實現(xiàn)船體三維曲面的變形。其次,采用具有預(yù)報精度高、周期短、成本低廉等特點的CFD（Computational Fluid Dynamics）技術(shù)對新船型進行水動力性能預(yù)報。利用試驗設(shè)計科學(xué)有效的給出樣本點,結(jié)合自融合方法與CFD技術(shù)通過搭建自動化計算平臺... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 CFD技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 船舶節(jié)能優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容
    1.5 本章小節(jié)
2 相關(guān)理論與計算方法
    2.1 引言
    2.2 控制方程
        2.2.1 質(zhì)量守恒方程
        2.2.2 動量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
        2.3.2 SSTk-ω模型
    2.4 自由液面的處理
    2.5 六自由度模型
    2.6 邊界條件
    2.7 本章小結(jié)
3 基于自融合方法的船體型變
    3.1 NUBRS基本理論
        3.1.1 NURBS曲線
        3.1.2 NURBS曲面
    3.2 自融合方法
    3.3 自融合方法的應(yīng)用
        3.3.1 基礎(chǔ)橫剖面的選取
        3.3.2 衍生橫剖面的選取
        3.3.3 截取特征點坐標(biāo)
        3.3.4 重構(gòu)新船型
    3.4 本章小結(jié)
4 基于多島遺傳算法的船型優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 多島遺傳算法
    4.3 考慮航態(tài)的船舶阻力性能預(yù)報
        4.3.1 計算區(qū)域的選取及網(wǎng)格劃分
        4.3.2 邊界層的設(shè)定
        4.3.3 邊界條件及物理模型的選擇
        4.3.4 方法可行性驗證
        4.3.5 仿真結(jié)果分析
    4.4 構(gòu)建阻力近似模型
        4.4.1 優(yōu)化設(shè)計思路
        4.4.2 樣本點的選取
        4.4.3 數(shù)學(xué)代理模型
        4.4.4 搭建自動化平臺
        4.4.5 結(jié)果分析
    4.5 船型優(yōu)化
    4.6 本章小結(jié)
5 船舶編隊隊形的節(jié)能優(yōu)化研究
    5.1 編隊優(yōu)化的減阻機理
    5.2 螺旋槳的應(yīng)用
        5.2.1 體積力法螺旋槳
        5.2.2 KP505敞水性征
        5.2.3 KP505的水動力修正
        5.2.4 螺旋槳相似理論
    5.3 船舶會遇安全距離
        5.3.1 船吸現(xiàn)象
        5.3.2 船舶安全間距
    5.4 船舶自航水動力性能預(yù)報
        5.4.1 自航初始條件的設(shè)定
        5.4.2 自航結(jié)果分析
    5.5 雙船舶編隊隊形的節(jié)能優(yōu)化
        5.5.1 優(yōu)化思路
        5.5.2 橫向編隊隊形節(jié)能優(yōu)化
        5.5.3 縱向編隊隊形節(jié)能優(yōu)化
    5.6 多船舶編隊隊形的節(jié)能優(yōu)化
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于RANS法和邊界層理論預(yù)報三維船體阻力[J]. 胡俊明,李鐵驪,林焰,徐雪鋒,徐利剛.  船舶力學(xué). 2018(05)
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博士論文
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[3]三維數(shù)值水池及船舶操縱性水動力數(shù)值計算[D]. 廉靜靜.大連海事大學(xué) 2013
[4]船舶與海洋平臺三維參數(shù)化總體設(shè)計方法研究[D]. 于雁云.大連理工大學(xué) 2009
[5]海洋資源價值及開發(fā)戰(zhàn)略研究[D]. 忻海平.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2008

碩士論文
[1]無人水下航行器節(jié)能優(yōu)化策略研究[D]. 穆旭陽.大連海事大學(xué) 2019
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[3]基于CFD的中高速艇阻力及耐波性研究[D]. 鄧紹權(quán).華中科技大學(xué) 2017
[4]基于CFD的多AUV編隊節(jié)能優(yōu)化研究[D]. 游園.大連海事大學(xué) 2017
[5]緊密編隊飛行渦流減阻機理及隊形參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 劉志勇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[6]基于CFD的船型優(yōu)化及節(jié)能附體研究[D]. 童駿.華中科技大學(xué) 2016
[7]內(nèi)河船舶能效研究系統(tǒng)分析與設(shè)計[D]. 孫星.武漢理工大學(xué) 2012
[8]船舶能耗評估方法和能耗預(yù)測的研究[D]. 林榮模.集美大學(xué) 2012
[9]基于CFD的船體阻力性能優(yōu)化[D]. 徐力.上海交通大學(xué) 2012
[10]船舶性能數(shù)值水池的研究及其若干應(yīng)用[D]. 郭海強.上海交通大學(xué) 2009



本文編號：3697239