基于iSIGHT的船型生成及耐波性优化研究

发布时间：2017-04-19 20:15

  本文关键词：基于iSIGHT的船型生成及耐波性优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 目前,优化作为提高性能的重要手段,在设计过程中越来越多的被设计者所采用。而为了改变船舶性能,较为直观的方法就是控制影响性能的船型要素,如我们所熟悉的影响船舶阻力的主要参数有：船长(L),宽(B),吃水(T),棱形系数(Cp),纵向浮心位置(1cb),船舯系数(Cm)等。作为一种特殊船舶,金枪鱼围网渔船的设计者为寻求较好耐波性性能的船型,在设计初期必须对影响渔船耐波性的船型要素有所了解,以便在设计过程中选取合适的船型参数及在性能优化过程中对已有参数进行必要的改进以得到具有更好耐波性能的渔船船型。 然而,对单一船型进行计算,仅仅可以作为对此船型性能的评估检验,不具有类比性,而且试验耗费的人力、物力、财力是巨大的。为了得到船型要素对耐波性的影响,必须对系列船型进行系统计算,得出不同参数下船型的运动和载荷,相互对比,给设计者提供有效的参考依据。鉴于此,作者利用iSIHGT这个多学科优化软件平台,初步搭构了一个基于此优化平台软件的船型生成和耐波性优化优化系统。通过改变其中的若干个船型参数,而保持其他船型参数基本不变,进行船型变换,随后将经变换所得船型进行进行耐波性计算,进行优化,得到理想的符合要求的船型。优化系统主要包含两大模块：第一个模块是船型变换程序,通过对参数的控制,来生成一系列船型；第二个模块是基于Wasim的耐波性计算结果所绘制图谱的耐波性插值计算程序,以有义纵摇角、砰击程度、首部垂向加速度、有义横摇角等船舶运动响应指标为目标。 本文中,作者以金枪鱼围网渔船这一热门船型作为算例,验证了这套基于iSIGHT的船型生成和耐波性优化系统。首先,作者分析船舶主尺度和船型要素对耐波性的影响,确定了影响耐波性的主要参数,接着,通过对这些参数的控制由母型船派生出不同方形系数和不同船宽比的系列船型,再对船型库内所有船型的耐波性进行了详细计算,并绘制了图谱,建立起了船舶主尺度与主要船型要素与金枪鱼围网渔船在波浪中运动响应的关系。再根据绘制出的图谱,编写了插值程序,并连同船型变换程序建立了一套完整的以寻找有义纵摇角、首部垂向加速度和砰击情况以及有义横摇角最理想船型为目标的优化系统,寻找出金枪鱼围网渔船在波浪中运动稳定性最优的船型。
【关键词】：iSIGHT 船型生成 耐波性优化 金枪鱼围网渔船
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U661.32
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 论文的目的和意义9-10
• 1.2 船型优化系统简介10-11
• 1.2.1 多学科船型优化系统简介10-11
• 1.2.2 船型生成及耐波性优化系统简介11
• 1.3 iSIGHT多学科优化平台简介11-14
• 1.3.1 iSIGHT简介11-13
• 1.3.2 iSIGHT平台在船型设计优化中的运用方式13-14
• 1.4 本文主要工作14-15
• 第2章 影响耐波性的主要船型参数及耐波性优化指标的讨论及选取15-27
• 2.1 金枪鱼围网渔船的特点15-17
• 2.2 船型参数对船舶耐波性影响的讨论及选取17-21
• 2.2.1 影响船舶性能的主要船型参数17-19
• 2.2.2 影响船舶性能的主要船型参数的确定19-21
• 2.3 耐波性评价方法及衡准指标的讨论21-27
• 2.3.1 常用耐波性的评价方法简介21-23
• 2.3.2 本文的耐波性评价方法23-24
• 2.3.3 常见的耐波性的衡准指标简介24-25
• 2.3.4 本文算例中所采用的耐波性衡准标准25-27
• 第3章 船型变换系统的建立以及船型库的生成27-39
• 3.1 船型变换程序27-31
• 3.1.1 船型变化程序介绍27-28
• 3.1.2 船型变换的具体方法28-30
• 3.1.3 船型变化程序流程30-31
• 3.1.4 船型变换程序的适用性31
• 3.2 船型变换系统的建立及数学模型31-33
• 3.2.1 船型变换系统的建立31-32
• 3.2.2 船型变换系统的设计变量32
• 3.2.3 船型变换系统的约束变量32-33
• 3.2.4 船型变换系统的目标变量33
• 3.2.5 船型变换系统的算法33
• 3.3 船型变换过程33-36
• 3.4 船型库的生成36-37
• 3.5 小结37-39
• 第4章 耐波性图谱的建立39-56
• 4.1 Wasim软件计算原理简介39-40
• 4.2 Wasim简介40-41
• 4.3 Wasim计算过程41-43
• 4.3.1 参数的设置41-42
• 4.3.2 网格的划分42
• 4.3.3 时间步长的设定42-43
• 4.4 Wasim计算结果43-46
• 4.4.1 母型船计算结果43-44
• 4.4.2 船型库中样本船型的计算结果44-46
• 4.5 耐波性图谱的建立46-55
• 4.5.1 耐波性图谱46-55
• 4.5.2 曲线的规律总结55
• 4.6 耐波性计算插值程序的编写55-56
• 第5章 优化系统介绍及结果分析56-67
• 5.1 优化系统流程简介56-57
• 5.2 船型生成及耐波性优化系统的建立57
• 5.3 优化系统的数学模型的建立57-59
• 5.3.1 设计变量57-58
• 5.3.2 约束条件58
• 5.3.3 优化目标58-59
• 5.3.4 优化算法59
• 5.4 优化系统运行结果59-62
• 5.5 优化后船型的耐波性验证计算62-65
• 5.6 优化结果分析65-67
• 第6章 结论与展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 攻读学位期间发表的论文和参加科研情况71

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 蔺晓风;微遗传优化与iSIGHT集成技术研究[D];大连理工大学;2010年

2 胡靖;牵引车—半挂车整车动力学仿真优化[D];华中科技大学;2011年

3 张文旭;基于EEDI的集装箱船波浪中船型多学科优化[D];武汉理工大学;2012年

4 杨强;三体船适配T型水翼设计研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 栾钰琨;基于电磁屏蔽的机器人驱动轮设计及优化研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

  本文关键词：基于iSIGHT的船型生成及耐波性优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：317053