三體車客渡船多學科優(yōu)化研究.pdf

1、高速三體船作為一種高性能船型，在穩(wěn)性、阻力、耐波性等多個方面都極具優(yōu)勢。但在船型設(shè)計優(yōu)化過程中，各項性能并未能協(xié)調(diào)統(tǒng)一地向同一個方向優(yōu)化，所以根據(jù)實際需求提升目標船型的整體性能才是現(xiàn)代船舶設(shè)計的趨勢。多學科設(shè)計優(yōu)化方法適用于求解復雜的系統(tǒng)工程問題，本文采用多學科設(shè)計優(yōu)化方法結(jié)合三體船多方面的性能分析，針對實際三體車客渡船的綜合性能進行多學科設(shè)計優(yōu)化。
　　根據(jù)高速三體車客渡船的船型特點和設(shè)計需求，本文選用與側(cè)體布局有關(guān)的設(shè)計變量，

2、構(gòu)建了基于近似模型的MDF優(yōu)化框架，包含了穩(wěn)性、阻力、耐波性和總布置4個子學科的分析過程。
　　各子學科均構(gòu)建了適于多學科優(yōu)化分析的數(shù)學模型。結(jié)合IMO《高速船安全規(guī)則》分析了高速三體車客渡船在幾個典型載況下的穩(wěn)性，并選取危險載況下有關(guān)復原力臂的衡準作為穩(wěn)性學科模型?；?FLUENT計算了三體船模型的總阻力，用三因次方法換算的實船阻力作為阻力學科模型。耐波性學科基于AQWA對三體船進行頻域分析，將6級海況橫浪條件下的橫搖運動響應(yīng)

3、有義值作為本文的簡化耐波性指標?？偛贾脤W科中，船型變換對各層甲板面積有所影響，本文設(shè)計了車輛、旅客裝載量的分段函數(shù)分析模型。
　　本文在多學科分析的系統(tǒng)層中構(gòu)建了以運輸成本為指標的經(jīng)濟性模型，模型分析中涉及阻力和總布置學科。在Isight中將系統(tǒng)分析和各子學科近似模型搭建成MDF框架，以經(jīng)濟性和耐波性兩個指標為目標函數(shù)，采用 NSGA-Ⅱ算法對三體車客渡船進行多學科多目標優(yōu)化。
　　設(shè)計了總阻力最小、運輸成本最小的單目標優(yōu)化