基于EEDI的集裝箱船波浪中船型多學科優(yōu)化.pdf

1、2008年10月，“新船能效設計指數(shù)(EEDI)”的通過為船舶的設計和建造設定了新的能效標準，這一概念的提出也將船舶波浪中的快速性和能效問題推到了前沿。本文針對集裝箱船型的優(yōu)化設計即是著眼于船舶能效，從實際航行出發(fā)開展波浪中船舶的阻力、耐波性能研究，探索節(jié)能減排的新技術途徑。
　　 文章結合IMO關于船舶能效水平計算公式的定義，通過MEPC會議推薦的fw理論計算方法完成了集裝箱船波浪中的失速以及典型海況中的能效水平計算分析；細致

2、闡述了波浪增阻的相關概念和產生機理，借助于商用CFD軟件和自編程序實現(xiàn)了船舶波浪增阻的計算與驗證，對集裝箱船型于不規(guī)則波中的波浪增阻進行預報分析；基于多學科優(yōu)化這一先進的設計思想，將波浪增阻以及船舶能效引入已有的船型多學科綜合優(yōu)化系統(tǒng)當中，通過具體的最小波浪阻力以及最小EEDI優(yōu)化實例尋找到節(jié)能綠色船型，并對船舶整體幾何外形于船舶波浪中的阻力以及耐波性能的影響作了分析比較。
　　 本文所利用的優(yōu)化系統(tǒng)將船型自動變換與生成模塊同各

3、學科數(shù)值計算模塊相結合，并集成到ISIGHT多學科優(yōu)化設計平臺中，具備了如下計算分析功能：可以通過幾個主要船型參數(shù)來控制船型的變化并提供各個學科分析模塊的計算模型；能夠快速完成新船型的靜水阻力性能預報；能夠完整地計算新船型在某一特定海況下的波浪增阻，并對其波浪中的失速和能效進行預報；能夠完成新船型在不同航速、不同浪向下的短期運動預報；可以在不同的優(yōu)化策略下完成波浪中船型的綜合優(yōu)化。
　　 本文對于船型性能的分析評估借助了CFD數(shù)

4、值技術，通過直接的數(shù)值計算獲取船型的各項性能指標，這確保了設計問題的精確度和最終設計結果的可信度。同時，為了提高優(yōu)化過程的執(zhí)行效率以及保證船型自動優(yōu)化的可行性，本文在優(yōu)化系統(tǒng)中引入了近似技術，如第四章中所建立的基于神經網絡的典型海況波浪增阻以及耐波性能短期預報模型，這些都大大減少了優(yōu)化過程的計算代價，為優(yōu)化工作帶來了極大的便利。
　　 通過船型的綜合優(yōu)化，本文明確了船型幾何要素對于集裝箱船波浪中的阻力、耐波性以及能效水平的影響規(guī)