基于EEDI的集裝箱船波浪中船型多學(xué)科優(yōu)化.pdf

1、2008年10月，“新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)”的通過(guò)為船舶的設(shè)計(jì)和建造設(shè)定了新的能效標(biāo)準(zhǔn)，這一概念的提出也將船舶波浪中的快速性和能效問(wèn)題推到了前沿。本文針對(duì)集裝箱船型的優(yōu)化設(shè)計(jì)即是著眼于船舶能效，從實(shí)際航行出發(fā)開展波浪中船舶的阻力、耐波性能研究，探索節(jié)能減排的新技術(shù)途徑。
　　 文章結(jié)合IMO關(guān)于船舶能效水平計(jì)算公式的定義，通過(guò)MEPC會(huì)議推薦的fw理論計(jì)算方法完成了集裝箱船波浪中的失速以及典型海況中的能效水平計(jì)算分析；細(xì)致

2、闡述了波浪增阻的相關(guān)概念和產(chǎn)生機(jī)理，借助于商用CFD軟件和自編程序?qū)崿F(xiàn)了船舶波浪增阻的計(jì)算與驗(yàn)證，對(duì)集裝箱船型于不規(guī)則波中的波浪增阻進(jìn)行預(yù)報(bào)分析；基于多學(xué)科優(yōu)化這一先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，將波浪增阻以及船舶能效引入已有的船型多學(xué)科綜合優(yōu)化系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)具體的最小波浪阻力以及最小EEDI優(yōu)化實(shí)例尋找到節(jié)能綠色船型，并對(duì)船舶整體幾何外形于船舶波浪中的阻力以及耐波性能的影響作了分析比較。
　　 本文所利用的優(yōu)化系統(tǒng)將船型自動(dòng)變換與生成模塊同各

3、學(xué)科數(shù)值計(jì)算模塊相結(jié)合，并集成到ISIGHT多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)中，具備了如下計(jì)算分析功能：可以通過(guò)幾個(gè)主要船型參數(shù)來(lái)控制船型的變化并提供各個(gè)學(xué)科分析模塊的計(jì)算模型；能夠快速完成新船型的靜水阻力性能預(yù)報(bào)；能夠完整地計(jì)算新船型在某一特定海況下的波浪增阻，并對(duì)其波浪中的失速和能效進(jìn)行預(yù)報(bào)；能夠完成新船型在不同航速、不同浪向下的短期運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)；可以在不同的優(yōu)化策略下完成波浪中船型的綜合優(yōu)化。
　　 本文對(duì)于船型性能的分析評(píng)估借助了CFD數(shù)

4、值技術(shù)，通過(guò)直接的數(shù)值計(jì)算獲取船型的各項(xiàng)性能指標(biāo)，這確保了設(shè)計(jì)問(wèn)題的精確度和最終設(shè)計(jì)結(jié)果的可信度。同時(shí)，為了提高優(yōu)化過(guò)程的執(zhí)行效率以及保證船型自動(dòng)優(yōu)化的可行性，本文在優(yōu)化系統(tǒng)中引入了近似技術(shù)，如第四章中所建立的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型海況波浪增阻以及耐波性能短期預(yù)報(bào)模型，這些都大大減少了優(yōu)化過(guò)程的計(jì)算代價(jià)，為優(yōu)化工作帶來(lái)了極大的便利。
　　 通過(guò)船型的綜合優(yōu)化，本文明確了船型幾何要素對(duì)于集裝箱船波浪中的阻力、耐波性以及能效水平的影響規(guī)