改进线性兴波阻力帐篷函数法及实船型线优化

针对线性兴波阻力帐篷函数法阻力计算及相应的船型优化方法不能反映实际船体对称面形状这一局限,提出一种定义在实际船体对称面上的船体曲面近似函数,将该船体曲面近似函数代入线性兴波阻力表达式,用该表达式与原帐篷函数法计算同一船型的兴波阻力系数,对比结果表明在多数速度区间内比后者更加接近试验结果.由此表达式建立以船体型值为变量的最小兴波阻力二次规划数学模型,此模型适用于任意给定的由曲线、折线围成的非矩形船体对称面区域,尤其适用于舰船前体及其球鼻首的优化.基于二次规划优化模型对仿DDG51船型进行一系列型线优化设计,在理论上获得了20%以上的兴波阻力减阻效果.     

船体几何造型设计及软件实现

叙述了船体几何造型设计软件功能、面向对象设计思想、软件系统分析与设计和系统运行环境，船体曲面造型设计软件是以消息驱动和具有图形用户界面的面向对象的软件系统。船体几何造型设计不同于传统的２Ｄ母型改造方法，它更接近于虚拟现实的设计概念，通过实船的３Ｄ船体几何型设计，证明本方法的正确性和软件系统的实用性。     

球鼻首对渔船阻力和运动的影响

文章介绍了上海交大船舶流体力学研究室对渔船装球鼻首后的静水阻力,波浪中阻力和横摇、纵摇、升沉影响的船模试验结果。试验了船长为41米和44米的两艘渔船,分别在船体型线不变的情况下装 S—V 型球鼻首、水滴型球鼻首和普通首的静水和波浪中性能。船模试验在规则波中进行。给出了零速横摇,不同速度迎浪的纵摇、升沉和波浪中阻力增值的频率响应曲线。用 ITTC 两参数波谱预报有义波高2米、4米的实船性能。结果表明:在机器功率不变情况下球鼻首使静水航速增加0.1～0.2节,水滴型和 S—V 型球鼻首的效果差别不大。在4级浪时,球鼻首船较普通首的船有义横摇幅值减小9%左右。纵摇有义幅值较普通首小;而升沉则较普通首稍大。最后使球鼻首的船纵向运动较普通首缓和。球鼻首船的失速较普通首稍大,但它们在波浪中的航速差不多。     

基于可视化编程环境的船型参数化融合与降阻优化研究

高质量的船型优化要求船型样本数量尽可能多.寻求一种高效率、高质量的船体几何重构方法在船舶设计初期具有重要意义.将船型融合技术与参数化相结合,提出一种基于可视化编程环境的船体几何重构方法,实现计算机依据设计变量自动生成大量船型样本的目的.通过在可视化编程环境下对若干船型样本进行快速阻力预报,选出了阻力性能优于母型船的船型.并设计出一套基于遗传算法的型线光顺可视化程序,解决了融合过程中型线的光顺问题,加快了船舶设计初期船型优化的效率,验证了基于可视化编程环境的船型参数化融合方法应用于船型优化的可行性.     

渔船减阻球鼻艏模型优化研究

为探究球鼻艏变化对渔船水动力性能的影响，在母型船直立艏方案的基础上，以总阻力为优化目标，进行增设球鼻艏设计.首先对渔船进行参数化建模，采用自由变形(FFD)方法对艏部的几何参数进行改造；然后使用拉丁超立方设计方法进行采样，将CFD数值模拟与BP神经网络相结合，建立以高度精确的数值模拟为优化特征的母型船预测模型；最后利用遗传算法对渔船进行目标优化，寻求总阻力优解的设计点.结果表明：基本船型配合增设优解的球鼻艏后，在3种航速情况下，总阻力分别减小0.30%、0.58%、1.02%.     

数学船型型线设计方法研究

在分析前人研究成果的基础上,对数学船型的吃水函数法提出了新的改进型的数学表达荛可调节的吃水函数,使这种方法不但能够应用于非球首船型,而且也能应用于球首和球尾船型,拓宽了其设计范围,通过两条实船的船型型线表达和设计,了本方法的正确性和实用怀。     

船体主要结构三维实体模型快速建模方法研究

目前，三维建模方法在众多设计领域中被广泛应用。这里就三维实体建模在船体主要结构建模上的应用进行了研究，介绍了船体结构建模中的数学模型、零件标准库、几何算法等关键技术，并结合甲板结构建模设计实例提出了快速建模方法。     

一类低速船舶兴波阻力的数值研究

本文根据下潜源思想改进的Hess-Smith方法和有限水深慢船理论,编制了相应的船体势流和兴波阻力的计算程序.通过对球鼻首进行特殊处理,将该程序运用于一类低速船舶——某散货船母型及两种改型的波阻研究.结果表明本方法可很好地区分仅球鼻首有微小差别的母型及其改型的兴波性能,该类船舶在同一水深下的波阻变化规律与无限水深一致.最后选出一种较优船型进行了进一步研究,探讨了浅水效应.     

基于VFM与智能优化方法的水面舰船球艏降阻研究

因舰载武器装备升级等因素对水面舰船水动力节能技术的需求逐步增大.以标准船模DTMB 5415为研究对象，设计完全参数化的船体几何重构方案，分别采用计算流体力学(CFD)与Holtrop法对样本船模进行阻力预报，构建基于BP神经网络的高、低精度近似模型.通过高精度模型对低精度模型进行修正，得到可替代CFD数值计算的变精度模型(VFM).该VFM可解决CFD硬件要求高、计算耗时长的缺点，且满足工程优化的精度要求.基于遗传算法在VFM上进行自动寻优迭代，得到球艏线性尺寸的全局最优解.通过CFD技术对优化后船模进行数值计算，所得阻力结果优于基准设计模型，表明基于VFM的优化思路适用于船型阻力优化.     

用计标机作船体线型设计

本文提出一种简易、直观、迅速、灵活的船体线型数学设计方法。用在CJ709机上,产生一个船型约40秒钟。此方法可用于交互设计系统,使用者按设计意图变化或修改船型数次,即可获得相当满意的结果。此方法是吃水函数法的一种具体应用。它采用多项式链表达水线,有良好的表达能力,且水线光滑,无多余拐点。对于水线面面积曲线提出了一种特别的设计方法,并使用派生参数,成功地解决了诸吃水函数之间的协调配合,保证线型的光顺。此外,文中简要地讨论了船体轮廓线设计方法和派生参数的处理。最后,还给出三艘用本文方法设计的船模的阻力试验结果。     

略减后体方形系数并加装球鼻首对肥大船阻力和推进的影响

略减后体方形系数,尤其在肥大船对阻力、推进和伴流分布会带来有益的影响,又从节能角度而言,肥大船加装球鼻首在国内外已获得广泛的应用。故略减后体方形系数并加装球鼻首可在排水量基本不变,以满足合同中要求的载重量的条件下使阻力和推进性能有明显改善。通过船模试验证实上述设想的实效性,是一种改进肥大船线型设计行之有效的途径,因而具有一定的实用参考价值。     

尖头蜗尾船型的线型设计和试验研究

本文阐述尖头蜗尾船型的线型设计与研究要点,通过对四条船模的阻力试验和自航试验结果、首尾浪高及假尾长度测量值的分析,确定了一种与蜗槽尾结合,阻力性能良好的首型。文中给出了Ⅲ号模操纵性试验的主要结果。     

8162型渔船节能船型及性能研究

以８１６２型双甲板拖网渔船为母型，分别改变其首型为球鼻艏，尾型为球艉，以具有球鼻艏和具有球艉，球鼻艏的船型分别与常规的母型进行阻力，自航和尾部伴流测量等试验比较。其结果表明，采用球鼻艏和球艉船型对降低船舶阻力，提高推进效率和改善尾部伴流分布均有明显的效果。     

基于阻力性能船体型线精细优化的CFD方法

根据基于阻力性能的船体型线优化方法的不同，在船舶设计中可以归纳成5个相应水平的优化程序。总结了基于经验或统计公式的船体尺度优化（零水平优化），应用CFD方法分别对裸船体型线、局部船体型线和附体型线进行的精细优化（1，2，3水平优化），以及通过模型试验完成的船体型线的最终优化（4水平优化）的研究成果。所采用的CDF方法分别为用厚边界层近似与积分方法、厚边界层近似与差分法以及部分抛物线近似与差分法求解N－S方程。4水平则是通过包括流场测量信息的模型阻力试验进行最终的型线优化。     

一种小方形系数双尾船型

介绍了需要经常在浅海，内河等养殖区，浅水区水域上航行的用户所设计的一种小方形系数双桨双尾新船型。其船型特点是：双尾鳍向睛延伸至基线，并带舵托，对螺旋桨和舵起到良好的保护作用；船底形态较为平坦，便于座滩。快速性试验结果表明，该船的阻力性能和推进性能在设计航速（Ｆｒ＝０．３８４）时都是优良的。     

江海直达船船型设计的特点

由于江海直达船在珠江水系有巨大的发展潜力,而这种船要跨江、海两个不同航区航行,应作为珠江水系的一种新的特殊船型来研究．针对这种需要,本文较系统地阐明与之有关的“分段原理”,河道及海区对船舶性能的要求等在船型设计方面的特点．     

三峡绞滩递缆船船型研究

阐述三峡绞滩递缆船的船型选择、型线设计和船模试验研究，给出了较高傅氏数 （Ｆｒ＞ ０．４１） 下尖首涡尾船型线设计的原理和方法，试验分析与实船航行表明本船具有良好的阻力与推进性能     

船艏横向框架对船艏碰撞性能的影响

在船舶碰撞中，撞击船艏部结构和被撞船船侧结构都会发生损伤变形．为了了解横向框架对船艏结构的损伤形态、碰撞力及能量耗散的影响，利用非线性有限元仿真程序MSC／DYTRAN对有横向框架和无横向框架的某艏部结构的碰撞特性进行了比较．结果发现，横向加强材会限制船艏外壳及甲板的变形模式，以至于显著地影响到整个船艏结构的破坏特征、碰撞力和能量吸收．在进行碰撞分析时不可忽略．     

一种基于B样条的船体及自由面面元生成方法

面向基于Rankine源的3维面元法,提出了一种船体及其周围自由面的面元划分方法.采用双3次B样条表达船体曲面,利用广义截面更好地描述船体首尾部形状;通过2次重构截面曲线解决了曲线相容问题;采用参数化方法,对船体表面及不同形状自由面区域进行划分.通过调整参数划分,能够方便地修改面元网格的密度,以满足计算的要求.     

船体线型最优化设计方法

为快速生成阻力性能优良船型,开发具有自主知识产权的船体线型优化设计程序,以总阻力为目标函数,以船型修改函数的参数为设计变量,在保证必要排水量条件下,建立基于非线性规划法的数学模型.选取某高速水面舰船为母型,分别对前半体的不同范围进行优化设计,获得改良船型的阻力性能和线型特点,并找出其中的变化规律,为新船型开发和船型优化提供理论基础和技术支持.