局部氣墊雙體船阻力性能優(yōu)化研究.pdf

1、局部氣墊雙體船集合了常規(guī)高速雙體船、表面效應船、高速滑行艇等船型特點于一身，具有吃水淺、航速高、載重大等特點。因其優(yōu)越的穩(wěn)定性以及寬大的甲板與側片體，使得該船型更易于向大型化發(fā)展，然而隨著船體尺寸的增加，阻力的激增制約了設計空間，因此需對局部氣墊雙體船的阻力性能展開優(yōu)化研究。目前，對該船型水動力性能的研究主要依賴于水池模型試驗，然而模型實驗成本高、周期長，不利于快速設計與性能優(yōu)化。本文運用 CFD數(shù)值計算方法模擬某大型化局部氣墊雙體船水

2、池拖曳試驗，并以此為基礎對其阻力性能展開研究與優(yōu)化。
　　采用增壓式模型對墊升系統(tǒng)進行數(shù)值模擬，與以往的氣孔進氣式邊界處理方法相比，增壓式方法所建立的數(shù)值模型與水池試驗模型更接近；對比近壁網(wǎng)格尺寸對計算精度的影響，建立適用于局部氣墊雙體船阻力性能計算的數(shù)值計算方法；基于該數(shù)值計算方法對局部氣墊雙體船的阻力性能進行模擬計算，并將數(shù)值計算結果與試驗相比較，驗證了數(shù)值計算方法的有效性；以阻力性能為研究目標對局部氣墊雙體船的氣墊相關參數(shù)進

3、行增量研究，分別研究氣墊充氣流量、氣墊寬度、氣封泄流高度以及氣墊高度在一定范圍內變化對阻力性能的影響，并對影響機理進行分析。
　　基于modeFRONTER綜合優(yōu)化平臺，將最優(yōu)化理論方法、CAD參數(shù)化建模、CFD數(shù)值評估等技術有效聯(lián)合，建立基于SBD（Simulation Based Design）的局部氣墊雙體船阻力性能優(yōu)化設計框架模型。以氣墊寬度、氣封泄流高度、氣墊高度為設計變量，對局部氣墊雙體船越峰段（Fr=0.36）總阻力