基于CFD的小水線面雙體船多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、船舶在海上航行時(shí)經(jīng)常遭遇波浪較大的情況，勢(shì)必會(huì)造成航行困難。這種情況下，傳統(tǒng)船型會(huì)有較大的搖擺及垂蕩，造成舒適性降低等問(wèn)題，小水線面雙體船(SmallWater-plane Area Twin Hull，縮略為SWATH)為改善耐波性應(yīng)運(yùn)而生。小水線面雙體船由下潛體、水上船體和立柱三部分組成，與單體船相比，具有興波阻力小、耐波性好、甲板面積大等特點(diǎn)。
　　SWATH的設(shè)計(jì)方法相對(duì)于傳統(tǒng)船舶設(shè)計(jì)尚不夠成熟，因此可以對(duì)SWATH進(jìn)行船

2、型優(yōu)化。傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化過(guò)程中容易陷入局部最優(yōu)解且互相難以協(xié)調(diào)，直接使用CFD軟件進(jìn)行優(yōu)化又比較耗時(shí)。因此本文選用響應(yīng)面技術(shù)，響應(yīng)面之類的代理模型技術(shù)可以在保證一定精度的前提下構(gòu)建一個(gè)計(jì)算量相對(duì)較小的數(shù)學(xué)模型，依托該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化可大幅度提高優(yōu)化計(jì)算效率，降低計(jì)算成本。本文結(jié)合CFD軟件STAR-CCM+對(duì)一艘小水線面雙體船進(jìn)行關(guān)于阻力、操縱性、橫穩(wěn)性、縱穩(wěn)性及耐波性進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。
　　本文以一艘小水線面雙體船為研究對(duì)象，通過(guò)中心復(fù)

3、合設(shè)計(jì)，用下潛體長(zhǎng)(l)、下潛體半寬(r)、立柱半寬（k）和片體間距（d)四個(gè)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)得到有代表性的模型。在對(duì)數(shù)值計(jì)算方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證之后，應(yīng)用水動(dòng)力分析軟件STAR-CCM+對(duì)船舶進(jìn)行幾何模型的建立、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面分析，得到船舶阻力與各主尺度之間的關(guān)系，并用遺傳算法進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化。用同樣的方法對(duì)操縱性進(jìn)行分析，得到主尺度與相對(duì)回轉(zhuǎn)直徑之間的數(shù)量關(guān)系，進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化。應(yīng)用船舶設(shè)計(jì)軟