综合考虑参数横摇和阻力的集装箱船型线优化

发布时间：2020-09-29 20:32

　　作为海洋运输的三大主力船型之一,集装箱船在船舶航运业扮演着至关重要的角色,然而集装箱船易受参数横摇稳性失效模式的影响,未来将要实行的第二代完整稳性衡准必将对集装箱船的设计方法产生重大影响。本文基于船体型线优化软件CAESES和计算流体力学软件SHIPFLOW对船体进行变形使其满足参数横摇稳性要求,然后对满足参数横摇稳性要求的新的船体型线进行阻力优化。本文的主要工作内容为:(1)阐述第二代完整稳性中参数横摇发生机理及第一层、第二层薄弱性衡准草案计算方法;(2)阐述船体变形原理,探究船体型线变换对参数横摇薄弱性的影响趋势,对水线以上前体部分的船体曲面进行变换,得到可改善船体参数横摇稳性性能的船型;(3)对母型船进行阻力优化,分别用手动列举和软件内置算法的方式探究球艏前端点高度、球艏长度及前体水线面对船体阻力的影响趋势:当单独改变球艏长度或前端点高度和前体水线面形状这其中某一参数时,在一定范围内,球艏伸长,球艏前端点高度增加、前体水线面形状更加饱满对减阻有利;当综合考虑球艏和前端点高度时,对减阻最有利的方案并不是只考虑单一参数的最优方案的叠加;(4)对船体进行系列变形并得到满足参数横摇稳性校核的新船型,再此基础上再对改船型的型线进行阻力优化,得到阻力最优曲面,最后对此阻力最优曲面再次进行参数横摇稳性校核,得到同时满足参数横摇稳性衡准要求的阻力最优船体型线。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U674.131
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文选题背景与意义
        1.1.1 论文选题背景
        1.1.2 论文选题意义
    1.2 参数横摇及船型优化研究现状概述
        1.2.1 第二代完整稳性发展概述
        1.2.2 参数横摇稳性研究发展概述
        1.2.3 基于船体阻力优化的发展概述
    1.3 本文研究内容
2 参数横摇发生机理及其薄弱性衡准草案
    2.1 参数横摇现象的物理原因
    2.2 参数横摇薄弱性衡准草案
        2.2.1 参数横摇第一层衡准草案
        2.2.2 参数横摇第二层衡准草案
    2.3 本章小结
3 船体型线变换及型线对参数横摇的影响分析
    3.1 半参数化建模和全参数化建模的对比
    3.2 船体变形原理
    3.3 母型船参数横摇计算及船体变形
    3.4 水线以上前体型线变化对船舶参数横摇性能的影响
    3.5 本章小结
4 针对阻力的船体型线优化
    4.1 SHIPFLOW计算原理
    4.2 母型船数据及实船验证
    4.3 船体型线优化及阻力计算
        4.3.1 方案优选
        4.3.2 最优化方法
        4.3.3 综合考虑球艏形状和水线面形状的兴波阻力优化
    4.4 本章小结
5 针对参数横摇和阻力的船体型线优化
    5.1 球艏形状变化对船舶兴波阻力的影响
        5.1.1 方案优选
        5.1.2 最优化方法
    5.2 优化方案参数横摇稳性校核
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

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