變體多航態(tài)船概念設(shè)計與航行性能優(yōu)化.pdf

1、針對特定背景和需求，提出變體多航態(tài)船概念，結(jié)合傳統(tǒng)船舶設(shè)計方法與多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法，經(jīng)概念設(shè)計和多目標(biāo)優(yōu)化，以較高效率和質(zhì)量獲得航行性能優(yōu)異的最終方案。
　　通過對應(yīng)用模式的特征拆解與分析，綜合利用船舶和潛水器設(shè)計原理與規(guī)范，開展具備水上、水下航態(tài)和三體、單體形態(tài)的變體多航態(tài)船設(shè)計，總結(jié)出此類新概念船型的設(shè)計流程與分析方法，并驗證不同航態(tài)與形態(tài)的浮性、穩(wěn)性以及轉(zhuǎn)換等合理可行，保留一定設(shè)計冗余，從功能實現(xiàn)和衡準限制角度給出可行但非優(yōu)

2、的初始方案。
　　圍繞變體多航態(tài)船關(guān)鍵特征，確立變體機構(gòu)相關(guān)的設(shè)計參數(shù)，以側(cè)體縱向切削長度、收攏狀態(tài)主/側(cè)體中心縱向間距、展開狀態(tài)主/側(cè)體中心橫向間距和艉封板縱向間距為設(shè)計變量，將多航態(tài)航行性能分解至穩(wěn)性、浮性、快速性、耐波性和總布置五個學(xué)科，分別以GZ曲線下至30°角的面積（水上穩(wěn)性）、水下初穩(wěn)心高（水下穩(wěn)性）、水下縱傾力矩、巡航速度下總阻力、迎浪巡航時單位波幅下縱搖運動響應(yīng)最大幅值（共振）和設(shè)計變量間約束函數(shù)為狀態(tài)變量，計及學(xué)

3、科間耦合作用，以穩(wěn)性、浮性和總布置為系統(tǒng)級約束，水上快速性、耐波性和額外的水下穩(wěn)性為優(yōu)化目標(biāo)，明確優(yōu)化模型的系統(tǒng)層次和數(shù)據(jù)傳遞形式，構(gòu)建基于多學(xué)科可行方法的多目標(biāo)優(yōu)化框架。
　　根據(jù)學(xué)科和船型特征，明確各學(xué)科變量間的關(guān)聯(lián)、設(shè)計參數(shù)與約束條件的范圍以及優(yōu)化目標(biāo)的傾向，分別選用針對性方法進行各學(xué)科計算分析與合理表達。在初始方案的基礎(chǔ)上，水上穩(wěn)性直接通過建模分析，水下穩(wěn)性和浮性依據(jù)裝卸載荷原理分析，快速性和耐波性利用CFD方法分析，其中