基于CFD的高速三體船側(cè)體構(gòu)型優(yōu)化研究.pdf

1、如今，海上運(yùn)輸向著高速化方向發(fā)展，高速三體船憑借其優(yōu)秀的性能得到了廣泛的關(guān)注，但為了應(yīng)對(duì)不斷加劇的溫室效應(yīng)，國(guó)際海事組織推出了新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)規(guī)則來(lái)控制船舶航行過(guò)程中二氧化碳的排放量，所以，三體船的節(jié)能優(yōu)化勢(shì)必會(huì)成為造船界的研究重點(diǎn)之一。在此背景下，本文應(yīng)用CFD數(shù)值模擬的方法，對(duì)高速三體船的側(cè)體構(gòu)型進(jìn)行了優(yōu)化研究，分析優(yōu)化結(jié)果找出最優(yōu)的側(cè)體構(gòu)型，并對(duì)比分析了優(yōu)化前和優(yōu)化后高速三體船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)的變化。
　

2、　本文以一艘前三體高速客貨運(yùn)輸船為優(yōu)化對(duì)象。首先應(yīng)用CFD方法對(duì)此高速三體船進(jìn)行驗(yàn)證分析，將阻力、縱傾等數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值對(duì)比，結(jié)果表明，F(xiàn)r＞0.27時(shí)，阻力的計(jì)算相對(duì)誤差在5％以?xún)?nèi)，F(xiàn)r＞0.45時(shí)，縱傾的計(jì)算相對(duì)誤差也在5％以?xún)?nèi)，由于三體船在高速段航行，所以采用CFD方法對(duì)高速三體船進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的。
　　然后本文采用了正交試驗(yàn)法和枚舉法對(duì)高速三體船進(jìn)行了兩次側(cè)體構(gòu)型優(yōu)化。在正交試驗(yàn)法的優(yōu)化中，選取側(cè)體的橫向位置、縱向

3、位置和首部線(xiàn)型為變化因子，分析優(yōu)化結(jié)果發(fā)現(xiàn)側(cè)體的橫向位置和縱向位置對(duì)高速三體船的阻力和縱傾影響較大，而側(cè)體首部線(xiàn)型影響很小，所以在第二次優(yōu)化中只變化側(cè)體的橫向和縱向的位置，采用枚舉法，將側(cè)體的橫向改變五個(gè)位置，縱向改變六個(gè)位置，探究這三十個(gè)位置點(diǎn)的阻力特點(diǎn)，找出了此高速三體船最優(yōu)的側(cè)體構(gòu)型，并將優(yōu)化后的三體船阻力與原始值做了對(duì)比分析。
　　最后本文按照中國(guó)船級(jí)社《綠色船舶規(guī)范》，分別計(jì)算并驗(yàn)證了優(yōu)化前和優(yōu)化后高速三體船的EEDI值