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低波阻多体船构型优化研究

作　者: 李裕龙
导　师: 李云波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 工程力学
关键词: 多体船兴波阻力遗传算法构型优化船型优化
分类号: U661.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

多体船突破常规单体船的自身不足,尤其宽敞的甲板面积大和快速性和耐波性能的优势具有很好的军民用前景,是目前国内外研究的热点。其中小水线面五体船发挥小水线面船型高耐波性的特点,非高海况时,两个前侧体位于水面以上,高海况船舶摇摆运动时,两个前侧体位于水中,提高耐波性能,具有很好的研究前景。多体船的中体与侧体间存在着复杂的兴波和流动干扰,因此片体形状和船体构型与其兴波阻力和阻力有密切关系。目前国内关于双体船、三体船小水线面双体船的兴波干扰和船体布局有研究报道,但是,小水线面五体船的兴波干扰、水动力原理和船体布局优化研究很少有研究报道。本文首先探讨了有效的小水线面五体船兴波干扰及阻力计算方法,分析了其阻力成分和有关规律,初步探讨了中体潜体船型变化对阻力的影响。在多体船兴波阻力变化规律分析的基础上,对简单遗传算法做出了有利于提高计算效率的改进,通过与探讨的兴波阻力计算方法集成,探讨了有效、快速的多体船低波阻布局的船体构型优化方法。探讨了排水型和小水线面体船和五体船的船体构型优化,探讨了小水线面多体船侧体主尺度变化对兴波阻力的影响。研究表明,本文所探讨的小水线面五体船阻力计算方法是准确可靠的,本文所探讨的基于遗传算法的多体船低波阻布局的船体构型优化方法是快速有效的,随航速变化时三体船布局变化与五体船前侧体布局变化具有一定的规律性,小水线面多体船侧体的主尺度变化也具有一定的规律性。上述研究结果对深入研究相关问题及研发具有指导与参考意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 研究目的与意义  10-11
  1.2 多体船发展综述  11-15
    1.2.1 三体船的发展综述  11-13
    1.2.2 五体船的发展综述  13-15
  1.3 多体船的研究进展综述  15-16
  1.4 兴波阻力理论研究概述与多体船优化进展概述  16-17
  1.5 优化方法发展与遗传算法概述  17-20
  1.6 本文工作简介  20-22
第2章小水线面五体船兴波干扰及阻力分析  22-31
  2.1 引言  22
  2.2 五体船阻力理论计算方法  22-25
  2.3 小水线面五体船阻力成分分析与结果探讨  25-28
  2.4 小水线面船型潜体横剖面形状变化对阻力影响初步探讨  28-29
  2.5 小结  29-31
第3章遗传算法优化基本理论  31-35
  3.1 引言  31
  3.2 遗传算法原理  31-34
  3.3 本章小结  34-35
第4章多体船低波阻船体构型优化方法研究  35-48
  4.1 引言  35
  4.2 基于遗传算法的多体船布局优化方法  35-42
  4.3 数值计算与结果分析  42-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章多体船低波阻船体构型优化研究  48-63
  5.1 引言  48
  5.2 三体船布局优化探讨  48-55
    5.2.1 方案一  49-51
    5.2.2 方案二  51-53
    5.2.3 方案三  53-55
  5.3 五体船布局优化探讨  55-61
    5.3.1 方案一  56-58
    5.3.2 方案二  58-60
    5.3.3 方案三  60-61
  5.4 本章小结  61-63
第6章多体船侧体主尺度优化初步探讨  63-73
  6.1 引言  63
  6.2 三体船侧体主尺度优化探讨  63-67
    6.1.1 方案一  63-65
    6.1.2 方案二  65-67
  6.3 五体船前侧体主尺度优化探讨  67-71
    6.3.1 方案一  67-69
    6.3.2 方案二  69-71
  6.4 本章小结  71-73
结论  73-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  79-80
致谢  80

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