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由波形分析改进长江客货船船型

(一)前言 目前各类长江船型的设计和定型,基本上依赖于设计者的经验和直觉判断,缺乏科学的设计程序。本文试图根据线性兴波理论和波形分析的方法,改进长江船型的阻力和推进性能。文中选定“东38”型作为改进对象。“东38”型是汉渝客船的主要船型,试验数据比较完备,便于讨论和比较。 本文采用由波形分析着手改进长江船型的方法,收到了很好的效果。试验结果表明,文中给出的球首长尾轴套长江客货船船型可供实际应用。 (二)新船型设计 影响船型阻力和推进性能的主要因素有两个:一是船体参数,包括主尺度和系数;二是船体线型,包括横剖面面积曲线、肋骨线型和首尾端形状。对于一般船舶来说,船体参数受到航道条件、稳性、经济性及其它营运要求的限制,不能单从阻力性能角度考虑,所以在本项研究中,按照“东38’’型同样的主尺度和系数,重点放在其线型变化上。“东38”型的线型图和横剖面面积曲线(简称为C,曲线)见图1、图2。其设计Froude数Fr=0.282。 根据兴波...  (本文共11页) 阅读全文>>

《华中理工大学学报》1991年05期
华中理工大学学报

船型优化方法及最小兴波阻力船型研究

1 前言 日前,非线性兴波理论研究还处在初期阶段,不能真正用来改进船型.因此,大都采用线性兴波理沦与波形分析相结合的方法来改进船型.在以往的船型改进方法中[‘’,大都采用线性迭加原理对船的横剖面面积曲线进行优化计算来求最小兴波阻力船型,而且优化都是采用变分法.实际上,影响兴波阻力的不仅仅是船的横剖面面积曲线形状,船体肋骨线形状变化对兴波阻力变化也有重要影响.另一方面,采用变分法将对含非线性影响的船型优化计算带来困难. 本文不采用线性迭加原理和变分方法来求最小兴波阻力船型,而是把应用兴波理论的船型改进问题作为一种非线性数学规划问题来处理.主要作法是:首先,应用线性兴波理论,导出源分布面为与船体表面法向距离相等的次表面的兴波阻力理论表达式;其次,利用波形分浙方法对波幅和相位函数进行修正;再次,采用微小单元二次抛物面来拟合船体表面,并建立船型的数学表达式,使船体型值函数与波幅函数建立直接关系;最后采用SUMT法对船型进行优化以得出最小...  (本文共8页) 阅读全文>>

大连海事大学
大连海事大学

基于最小阻力的船型优化

船舶优化设计一直是造船工作者所不断努力的方向,船舶设计的每一步,即使是最基本的船型设计方法——母型改造法,也是一个优化过程。船型设计是船舶设计的基础工作,它直接影响到船舶整个设计周期的效率,是船舶设计过程的重要环节。船型设计与船舶阻力息息相关,如果可以找到一种能够揭示船舶阻力与船型关系的数学方法,通过建立数学模型进行优化,将会使船舶的型线设计变得更加快速而简洁。用理论的、实验的以及计算的手段探讨兴波的机理,预估实船的兴波阻力,并以此着手改进船型,一直是船舶阻力研究的中心内容。论文在给出了兴波理论的基础上,深入研究了Noblesse新细长船兴波理论并对其进行了改进,导出了零阶的兴波阻力计算公式,使得型值和兴波阻力显式的联系在了一起,并成功编制了阻力计算程序。摩擦阻力的计算则是采用了1957ITTC经验公式。船型的数学表达方面应用了非均匀有理B样条,给出了控制顶点的反算过程,主要是为船型优化中的型线光顺做准备。论文中选取遗传算法作为...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

《舰船科学技术》1994年06期
舰船科学技术

非线性波阻及船型优化研究

1引言经典的线性兴波理论是比较成熟的理论。由于对物面条件和自由面条件作了简化假定,其计算结果与实际试验结果相比在量值上相差较大,特别是线性理论过分地夸大了波阻的“峰”、“谷”值。但是,应用兴波理论可定性地判断船体线型(特别是中、高速船)的优劣。近年来,国际上应用线性兴波理论改进船型的实用化研究得到了很大的发展。特别是从60年代起,波型分析法有了充分的发展。波型分析法在探讨兴波机理、阻力成分的划分以及改进船型方面具有重要的理论意义和实用价值。鉴于线性兴波理论固有的局限性,随着大型、高速电子计算机的问世和计算技术的发展,非线性兴波阻力的数值计算有了很大的发展。为了求解非线性船波问题,出现了多种数值计算方法,有表面奇点法、有限元法、有限差分法和Rankine源方法等,其中Rankine源方法的计算结果较好。我们在非线性波阻及船型优化研究上致力于两方面工作,一是根据线性兴波理论研究兴波阻力的数值计算方法。在此基础上,运用优化方法对船体线...  (本文共6页) 阅读全文>>

《水动力学研究与进展(A辑)》1997年01期
水动力学研究与进展(A辑)

最小阻力船型优化研究

·13I言在满足给定排水量及航速的前提下,设计出阻力最小的船型,这一直是船型设计者所追求的目标。为了达到这一目的,以往主要是利用模型系列试验的方法,从中选择阻力性能良好的船型。这不仅耗费大量的劳力,时间及费用,而且有一定的局限性。本文试图采用理论计算的方法,探讨确定最小阻力船型的优化设计方法。目前从阻力性能角度优化船体外形的研究,主要是基于兴波阻力理论,所以船型优化的范围也只限于前体,也就是在优化过程中,后体形状是固定的,当对包括后体形状在内的整个船体形状进行优化设计时,必须同时考虑兴波阻力和粘性阻力的因素。为简单计算,本文把兴波阻力和相当平板摩擦阻力之和作为目标函数,先求出最小兴波阻力船型,然后再考虑粘性影响,修改尾部形状,求出总阻力为最小的船体外形。由于理论计算得到的最小兴波阻力船型通常首尾部均呈球状,且其尺度也较大,使尾部易产生水流分离,导致粘性阻力过大增加。为达到减小总阻力的目的,本文把控制尾部分离作为约束条件,优化兴波...  (本文共10页) 阅读全文>>

《哈尔滨船舶工程学院学报》1985年02期
哈尔滨船舶工程学院学报

高速方尾船理论阻力优化船型设计

一、前 、~ ~闷臼 ,... p 船舶行进时产生的波系的主要部份导致兴波阻力,再加上摩阻、形状阻力、碎波阻力等构成船的总阻。当然,各成份难以划分清楚,但粗略划分,且对各成份作理论计算已获得一定进展。由于摩阻等较难从船型优化作明显降低,故主要着眼于降低兴波阻力。特别是对高速方尾船型,其兴波阻力约占总阻的60%,这一工作则更有意义。 优良船型的设计大大依赖于设计师的丰富经验和技巧。即使是训练有素的行家,在相同的要求下也多半会设计出有明显差别的船型。还需要多次试验、选择,耗资费时。用理论计算来代替或辅助此项工作,对多快好省地建造船舶有重要意义。近年来发展的各种方法尚有待完善并用于实际。我们试图采用不大复杂的理论方法来辅助设计出实用的优良船型。 我们曾用C.C.Hsiung的方法(用线性理论及采用帐蓬函数表示船体)〔约,加上我们所提出的虚长度方法,成功地计算了高速方尾船型的兴波阻力〔幻。由于兴波阻力系数Cr在应用上述方法时被表达成型值...  (本文共11页) 阅读全文>>