Y590雙體帆船的結(jié)構(gòu)分析及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟水平的不斷提高，帆船的用途不僅僅局限于交通運輸或漁業(yè)捕撈，體育運動、休閑娛樂也成為其主要應(yīng)用。帆船以其不消耗資源、不污染環(huán)境的優(yōu)點越來越受到重視，帆船產(chǎn)業(yè)作為藍色經(jīng)濟、海洋文化的重要組成部分必將快速迅猛發(fā)展。隨著中國沿海城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，中國帆船的巨大市場給世界帆船產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機遇。
　　本課題以Y590雙體帆船為例，從船型設(shè)計、模擬試驗數(shù)據(jù)分析以及船型優(yōu)化三個方面結(jié)合，將理論研究系統(tǒng)化，提高了

2、研發(fā)效率。
　　本課題簡單介紹了游艇帆船產(chǎn)業(yè)，明確了Y590雙體帆船的定位，根據(jù)Y590雙體帆船主要風(fēng)格造型、設(shè)計特點以及基本尺寸，利用Rhino3DNURBS軟件創(chuàng)建Y590雙體帆船的三維模型。
　　利用MAXSURF軟件對Y590雙體帆船船體模型進行設(shè)計，分析了船體的主要性能，并繪制了Y590雙體帆船的型線圖、靜水力曲線和穩(wěn)性曲線等相關(guān)圖譜，計算其相關(guān)數(shù)據(jù)，保證了Y590雙體帆船在波浪中的航行安全和各項功能的正常使用。<

3、br>　　利用自主設(shè)計研發(fā)的循環(huán)水池，對Y590雙體帆船進行了船模阻力試驗，根據(jù)試驗測得的數(shù)據(jù)，繪制其船模阻力曲線，并依據(jù)二因次換算法，計算出Y590雙體帆船的總阻力。利用CFD數(shù)值模擬軟件FLUENT進行水氣兩相流模擬，得到了Y590雙體帆船的基本航行性能;通過分析船體在不同速度時的動壓、靜壓、水氣分布情況和波形圖來觀察阻力大小;將模擬數(shù)值和經(jīng)驗公式得到的摩擦阻力系數(shù)值進行比較，分析兩者在阻力預(yù)報方面的特點。將循環(huán)水池試驗數(shù)據(jù)與CFD

4、模擬數(shù)據(jù)相比較，分析兩者在獲取阻力方面各自的特點。通過以上工作可以掌握Y590雙體帆船的航行狀態(tài)、船體性能及阻力情況，并為船型改進、優(yōu)化提供有效依據(jù)。
　　介紹了帆船常用的帆裝，并依據(jù)常用的風(fēng)帆面積經(jīng)驗估算公式對Y590雙體帆船的風(fēng)帆面積進行了估算，確定了合適的帆裝。簡要分析了帆船帆翼的空氣動力性能，在此基礎(chǔ)上通過帆船性能分析模塊求解帆船在不同風(fēng)速下的航速極位圖，對不同風(fēng)速下帆船的航速進行了預(yù)報，并繪制了帆船在不同風(fēng)速下的最大航速

5、示意圖。
　　分析了Y590雙體帆船結(jié)構(gòu)強度以及許用強度，選取兩種典型工況，運用Ansys有限元分析軟件對Y590雙體帆船進行全船有限元結(jié)構(gòu)的分析計算，并得出了最大應(yīng)力小于許用應(yīng)力的結(jié)論，為以后同類船型設(shè)計提供有益的參考。
　　通過結(jié)合前幾章虛擬試驗和模擬分析的數(shù)據(jù)、結(jié)論，從船體的材料、結(jié)構(gòu)以及船體性能等方面，提出了改進的方案及建議，對Y590雙體帆船進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　本課題通過充分發(fā)揮計算機輔助設(shè)計、計算軟件的優(yōu)