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用tent函数计算兴波阻力及优化船型问题

(一)引言 日本马场荣一〔幻、堤孝行〔.,、松井〔弓,等分别提出了以波形分析的方法改进船型。而在他们的理论算法中,选择船型的横剖面面积曲线形状作为船型特征,把基本船型的横剖面面积曲线迭加到薄船的横剖面面积曲线上以构成改良船型的横剖面面积曲线,然后再根据一定的设计程序设计改良船型。 C.C.Hsiung提出了以tent函数表征基本船型船体曲表面的方法,利用Mi。hell理论对船型进行兴波阻力计算,把船型的兴波阻力表达为其型值的函数,形成二次规划问题,以求取改良船型。 本文利用前者的薄船迭加原理,利用后者的tent函数兴波阻力计算方法,选择SUMT混合罚因子优化方法,在设计一定约束的情况下,也得到了相应的理论改良船型。 (二)改良船型的兴波阻力计算 利用迭加原理,即基本船型的谱函数与附加薄船的谱函数能够线性地迭加成改良船型的谱函数。基本船型的谱函数尸(。),O(u)附加薄船的谱函数△尸(“),△O(.)改良船型的谱函数下(“),百(...  (本文共12页) 阅读全文>>

《船海工程》2006年05期
船海工程

运用线性兴波理论进行船型设计与改进

船型性能的优劣主要取决于阻力性能的好坏。对排水量一定的船来说,船型阻力的大小与船型参数和船体形状有密切的关系。船型包括两方面的内容:一是表征船体形状的特征参数即尺度和系数;二是船体形状即线型[1]。如何合理地选择船型参数和设计船体形状,是船型设计中最为重要的问题。现有的船型设计和阻力预估方法主要是母型对比法、回归方程法和系列图谱法[2]。对船型、排水量和傅汝德数Fn与选择的母型船或系列船大体相近的设计船来说,采用母型对比法或系列图谱法设计,一般不会有大的问题。回归方程法具有选择参变量广的优点,但毕竟缺乏严格的科学性,现在已很少采用。但是,由于三维船体形状的复杂性和船舶水动力学方程的非线性及求解上的困难,目前还没有一种行之有效的设计方法来确保所设计出的船在给定的排水量和主机功率下,能达到任务书所要求的航速(特别是与母型或系列船有较大差异的船)。船型改进方法有船模对比试验法和理论改进法两种。船模对比试验法能得出满意的结果,但耗时、耗...  (本文共4页) 阅读全文>>

《舰船科学技术》1987年05期
舰船科学技术

应用多结点基样条函数计算兴波阻力和改进船型

一、前 言 在应用波型分析、兴波理论改进船型的研究中,已出现了许多方法,例如我国的刘应中(二)、日本的松井〔2)、堤孝行[3)、Baba〔4〕等提出了各种用波型分析改进船型的方法。这些方法对船体都作了直壁假定简化;优化技术则大都采用经典的求极值的方法;对附加的理论薄船的修正,分别采用了理论、试验等方法。以C.C.Hsiung(5)和丸尾孟(6)等为代表的应用线性兴波理论改进船型的方法中则引入了不等式约束或等式约束条件,优化技术采用近代数学规划方法,如二次规划和非线性规划的罚函数法(SUMT)等。 应用线性兴波理论来改进船型。在用Mi。11。11理论计算兴波阻力时,对船作了直壁假定简化,即用横剖面面积曲线形状咋为船型特征。提出了用多结点基样条函数表征船体横剖面面测g线的方法,计算所得的兴波阻力表达成横剖面面积曲线型值的函数,采用二次规划方法求取优良船型。基样条函数的优点在于曲线拟合、积分计算比较简便,应用干兴波阻力计算便于构成二次...  (本文共13页) 阅读全文>>

《哈尔滨船舶工程学院学报》1983年02期
哈尔滨船舶工程学院学报

《高速方尾船型的兴波阻力数值计算》

众所周知,高速方尾船型与普通尾船型相比,在付汝德数F,0.44时有较低的阻力性能,且这种船的棱形系C,较大,B/L和T/L均较小,因此更接近于“薄船”。 但Michen积分只适用于两端封闭的“薄船”。为使其能用于计算非“封闭”的高速方尾船型的兴波阻力,作者提出采用“虚长度”的方法。虚长度的确定与方尾特征(尾部水线坡度及尾底斜升等)和船速有关。 由于应用了C.C.Hsiung提出的“帐蓬”函数[门可使Michen积分的数值计算大为简化,而且可以直接利用实船的型值表计算兴波阻力。 通过对数学船型的计算表明本文的计算结果精度较高。 文中还重点计算了若千条高速方尾的实船,理论计算结果与试验的剩余阻力系数相比相当符合。特别是当F,0.4时,两条曲线几乎重合。这说明采用虚长度后Michen积分能很好地予报方尾船型的兴波阻力,而且也能反映船型方面的微小变化对兴波阻力所产生的影响。应用该方法估算方尾船的阻力,可不受《方尾图谱》专用性的局限。一、...  (本文共11页) 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

小水线面双体船船型优化研究

小水线面双体船(Small Water-plane Area Twin Hull,缩略为SWATH)由深置于水下的左右两个潜体、宽敞的上船体和连接下潜体的支柱三部分组成,具有兴波小、耐波性能好、甲板面积大等特点,是一种综合性能比较优秀的新船型。船舶计算流体力学方法的发展与应用为其阻力性能的研究工作提供了一种可靠而有效的方法。其中,SHIPFLOW软件是一个船舶CFD专业计算软件,它将流场划分为三个区域而取得有效的流动方程近似,使计算效率得到充分提高。本文是基于小水线面双体船的阻力性能特点和计算,及SHIPFLOW软件的使用,对小水线面双体船进行船型优化研究。首先以某艇简化线型为基础建立基本计算模型,分别选取了船体吃水、主体长径比、主体尾部形状、片体间距、支柱长度、支柱纵向位置和支柱倾斜角等七组船型要素建立起优化方案,进行数值模拟,得到各组方案的兴波阻力计算结果,并分析船体兴波阻力随各船型要素和速度的变化规律。结合兴波阻力计算结果...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

《武汉水运工程学院学报》1985年03期
武汉水运工程学院学报

用Guilloton方法计算船舶兴波阻力及改进船型

一、引言 G ui 11oton方法是一种比较成功的实用理论,Gadd[‘]用该方法对大量船型进行计算,取得了令人满意的结果,Nobless。[51和Dagan[“l独立地用摄动理论对其进行了解析论证,证明它本质上是一种能满足边界条件至两阶,但仅满足场方程至一阶的非线性不相容理论.1979年发表了日本林允进、乾崇夫等「?1的研究成果,用该方法对由卞保琦法设计的线性理论意义上的最优船型进行改型,减少波阻达25%,指出用Guilloton方法优化船型是有效的,且不需作经验修正,可以直接改进线型. 本文即是对Guilloton方法的实用研究。用FORTRAN IV语言编制了适用于本院WANG一2200 VS机而节省机时和内存的模块式计算程序,通过实例计算来考察该方法的有效性,根据船型可分原理,将船体分为首部和尾部,首部可以按减少波阻的理论方法设计,用该方法对性能优良的长江双尾船型首部进行了优化分析,得到改进船型,并通过阻力试验来验证所...  (本文共16页) 阅读全文>>