基于CFD的46000T油船型线优化设计开题报告
2021-03-11 00:19:56
1. 研究目的与意义(文献综述)
目前,国外在船型优化的研究进展迅速并且突破了很多关键技术,在该领域处于领先的地位。很多研究成果开始逐步使用于船舶工业设计。国内在这个方面的研究相较于欧美,日韩等国家起步较晚,特别是基于参数化表达的船型优化才刚刚起步,大部分的研究仍以单目标优化为主。近年来,国内对于船型优化的研究在稳步前进中,但是与欧美,日韩等造船强国还是具有一定的差距。基于cfd各项关键技术以及基于cfd的船型优化框架是阻碍我国船型优化发展的主要因素,因此在未来研究中必须加紧突破,完成我国船舶行业由传统向现代的转型。
船体型线设计是船舶总体设计中至关重要的一个环节,船体型线设计往往决定了船舶的经济性能,安全性能,船舶的结构和工艺。船舶的营运性能和船舶设计成功往往取决于好的型线设计。传统的船型设计受限于船型数据和船舶设计者的经验,使得设计过程复杂繁琐,造成资源和人力的浪费。通常,传统方法做出的方案仅仅是满足设计要求而非是最优设计。在科技发达的今天已经不适合船舶工业的发展所以对船体型线的研究显得尤为重要。当前,计算机技术蓬勃发展,各行各业纷纷引入计算机来简化自己的工作,船舶工业也不例外,当前计算机辅助系统在船舶型线设计的作用越来越重要。常用的工具如计算机辅助设计cad,计算流体力学cfd已经日渐成熟。越来越多的学者会应用这些软件来进行优化计算。但是由于cad和cfd之间缺少有效的集成,无法更好的发挥计算机的优势,使得当前cfd不能很好的应用于船舶设计开发。
在船型开发和初步设计阶段,优化技术的重要性体现在对船型的设计和水动力性能的计算。利用好计算机系统进行船舶线型优化、阻力计算、操纵性评估预报、纵倾优化、空气动力系数、非线性波浪载荷、海洋工程风流载荷及耐波性等方面的大型复杂计算和分析研究。从而可以在船型开发和初步设计阶段减少时间的消耗并且增强产品在市场中的竞争力,船舶工业中精确的评估设计成本和各项性能是十分重要的,往往也是订单成功的关键。因此运用船型优化技术对于船舶设计尤为重要。目前我国和其他造船强国如日韩,美国,欧洲等还存在着不小的差距,这种差距阻碍着我国船舶工业继续向上发展。只有在未来不断的缩小这种差距才能使我国造船业的创新能力和国际竞争力不断的提高,才有利于我国走向世界造船强国。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究内容
1.46000t油船的参数化建模
参数化建模是参数(变量)而不是数字建立和分析的模型,通过简单的改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型。船型的参数化建模是进行cfd优化的基础通过将模型参数化,优化过程中不断对其进行迭代而求出最佳解。因此,如何用较少的参数实现集装箱船的曲面建模是研究的关键。
3. 研究计划与安排
3、进度安排
时间 | 周数 | 内容 | 要求 |
第1周 | 1.0 | 通过调研,收集资料,对毕业设计内容进行思考,撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务 | 提交开题报告 |
第2-4周- | 2.0 | 学习Friendship软件 | 完成46000T油船的参数化建模;
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第5-7周 | 3.0 | 学习CFD-shipflow软件 | 完成46000T油船的数值计算
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第8-10周 | 2.0 | 完成集成优化平台的搭建,开展46000T油船优化研究 | 完成优化平台建立及母型船优化 |
第11-12周 | 3.0 | 翻译外文资料、编写毕业设计报告书 | 提交全部设计资料 |
第13周- |
| 返回修改,准备答辩 |
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4. 参考文献(12篇以上)
[1]张萍. 船型参数化设计[d].江南大学,2009.
[2]赵峰,李胜忠,杨磊,刘卉. 基于cfd的船型优化设计研究进展综述[j]. 船舶力学,2010,07:812-821.
[3]胡春平. 基于friendship的船体型线优化技术研究[d].武汉理工大学,2012.