基于CFD的艦船航行性能多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、航行性能設(shè)計是艦艇總體設(shè)計中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，涉及到快速性、操縱性和耐波性的相互關(guān)系及總體綜合優(yōu)化。傳統(tǒng)的船型設(shè)計方法已經(jīng)難以滿足日益提高的任務(wù)要求，因此需要研究新的船型設(shè)計理論和方法。目前將最優(yōu)化技術(shù)引入船舶設(shè)計領(lǐng)域，并與CFD技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為船舶設(shè)計領(lǐng)域研究的前沿重點(diǎn)。本文對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行評述，并對最優(yōu)化技術(shù)和CFD方法進(jìn)行分析，結(jié)合CFD數(shù)值計算方法，建立了船型優(yōu)化設(shè)計框架，最后以阻力和耐波性為目標(biāo)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計研究

2、。
　　首先介紹了多目標(biāo)優(yōu)化問題和Pareto解集的概念，分析了幾種常見的多目標(biāo)優(yōu)化算法，并且分別采用不同的優(yōu)化算法及其參數(shù)組合針對一個實(shí)例進(jìn)行優(yōu)化，然后通過分析其優(yōu)化效率及優(yōu)化結(jié)果，以確定最適用于本研究的多目標(biāo)優(yōu)化算法。
　　其次，通過正交試驗(yàn)方法進(jìn)行系列船型的選型，并利用驗(yàn)證過的CFD計算方法得到耐波性學(xué)科的數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，采用近似模型技術(shù)建立高精度的響應(yīng)面，并對系列船型目標(biāo)值進(jìn)行預(yù)報，驗(yàn)證代理模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

3、構(gòu)建了基于CFD技術(shù)的艦船航行性能輸入?yún)?shù)與輸出參數(shù)近似模型，為后續(xù)開展船型優(yōu)化設(shè)計提供了基礎(chǔ)。
　　再次，以典型的DTMB5415船型作為研究對象，設(shè)計航速下的總阻力系數(shù)和耐波性參數(shù)作為優(yōu)化目標(biāo)，建立基于Isight優(yōu)化軟件的優(yōu)化設(shè)計框架。然后對航行性能的優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化，得到滿足約束條件的情況下的所有Pareto解。
　　最后，簡要介紹了多目標(biāo)決策分析方法。然后采用層次分析法對得到的Pareto解進(jìn)行打分排序，將得到的基