基于CFD的高速三体船侧体构型优化研究

发布时间：2017-12-10 14:01

  本文关键词：基于CFD的高速三体船侧体构型优化研究

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【摘要】：如今,海上运输向着高速化方向发展,高速三体船凭借其优秀的性能得到了广泛的关注,但为了应对不断加剧的温室效应,国际海事组织推出了新船能效设计指数(EEDI)规则来控制船舶航行过程中二氧化碳的排放量,所以,三体船的节能优化势必会成为造船界的研究重点之一。在此背景下,本文应用CFD数值模拟的方法,对高速三体船的侧体构型进行了优化研究,分析优化结果找出最优的侧体构型,并对比分析了优化前和优化后高速三体船能效设计指数(EEDI)的变化。本文以一艘前三体高速客货运输船为优化对象。首先应用CFD方法对此高速三体船进行验证分析,将阻力、纵倾等数值计算结果与试验值对比,结果表明,Fr0.27时,阻力的计算相对误差在5%以内,Fr0.45时,纵倾的计算相对误差也在5%以内,由于三体船在高速段航行,所以采用CFD方法对高速三体船进行数值模拟是可行的。然后本文采用了正交试验法和枚举法对高速三体船进行了两次侧体构型优化。在正交试验法的优化中,选取侧体的横向位置、纵向位置和首部线型为变化因子,分析优化结果发现侧体的横向位置和纵向位置对高速三体船的阻力和纵倾影响较大,而侧体首部线型影响很小,所以在第二次优化中只变化侧体的横向和纵向的位置,采用枚举法,将侧体的横向改变五个位置,纵向改变六个位置,探究这三十个位置点的阻力特点,找出了此高速三体船最优的侧体构型,并将优化后的三体船阻力与原始值做了对比分析。最后本文按照中国船级社《绿色船舶规范》,分别计算并验证了优化前和优化后高速三体船的EEDI值,将优化前、后的EEDI值作对比分析,证实了通过侧体构型优化来降低高速三体船EEDI的可行性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.951

【参考文献】

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1 陈康;黄德波;;CFD技术在三体船阻力性能研究中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2006年03期

2 蔡新功;王平;谢小敏;;三体船方案优化布局的阻力计算与试验研究[J];水动力学研究与进展A辑;2007年02期

3 谢斌;;EEDI简单介绍和综合分析[J];中国水运(下半月);2013年11期

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本文编号：1274697