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基于CFD的带附体KCS船在波浪中阻力及纵摇优化

李乐宇 刘鑫旺 万德成

李乐宇, 刘鑫旺, 万德成. 基于CFD的带附体KCS船在波浪中阻力及纵摇优化[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02169
引用本文: 李乐宇, 刘鑫旺, 万德成. 基于CFD的带附体KCS船在波浪中阻力及纵摇优化[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02169
CFD-based resistance and pitch optimization of KCS with appendages in waves[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02169
Citation: CFD-based resistance and pitch optimization of KCS with appendages in waves[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02169

基于CFD的带附体KCS船在波浪中阻力及纵摇优化

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02169
基金项目: 国家级-适用剧烈流动下流固耦合问题的三维无网格粒子法与有限元混合方法(51879159)

CFD-based resistance and pitch optimization of KCS with appendages in waves

  • 摘要: 通过对KCS船首添加“减摇鳍”以及尾部添加“压浪板”并对通过改变两者尺寸来实现迎浪航行船体阻力及纵摇幅值的多目标优化。对仅在船首添加减摇鳍,仅在船尾添加压浪板以及在船首、尾均添加附体的三条船进行数值计算,计算采用粘流求解器naoe-FOAM-SJTU,并将其各自阻力及纵摇与未添加附体的KCS船体做对比。经过计算得到船体首尾同时添加附体可以达到较好的船体性能优化效果。其次通过改变减摇鳍宽度与压浪板长度得到30条样本船,并对各样本船进行特定工况下的水动力性能评估。最后通过各变形船数值计算结果建立Kriging模型,并依据该模型利用遗传算法建立优化目标为船体总阻力及纵摇幅值的Pareto前沿,从中选取三条典型优化变形船并对其进行进一步验证分析。船体添加附体后,附体会为船体运动提供一定的扶正力矩,降低船体的纵摇运动幅值,从而减小船体首尾最大吃水,导致船体压阻力的降低,最终降低了船体的总阻力。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-05
  • 网络出版日期:  2021-07-09

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