基于CFD的5100TEU集装箱船型线优化设计开题报告
2021-03-11 12:03
1. 研究目的与意义（文献综述）
船体型线设计是船舶总体设计的一项重要内容。型线设计的好坏直接影响船舶的航海性能、使用及建造等方面。船体型线极大的影响阻力性能，例如船体尾部型线与螺旋桨的配合对推进效率和震动有很大影响；而且，型线与船舶的稳性、操纵性、耐波性等有关。在使用方面，型线影响布置和仓容，例如机舱内的布置条件、货仓和压载舱的容积、甲板的布置地位等；在建造方面，优秀的型线可以简化施工工艺，节约建造成本。船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本参数。主尺度对船舶的运载能力、航海性能、操作使用和船舶的经济性等都有重要影响。优秀的船体型线通常靠模型实验获得，但随着高速计算机的发展以及cfd（基于计算流体动力学）的发展，利用cfd使得对船体的分析计算更快更准确。
目前，为了获得优化的型线，国内外许多学者都在从事这方面的研究，希望借助计算机及cfd技术寻求出更加符合船东要求，性能更加优化的方案。国内以冯佰威团队为首重点研究了船舶cad和cfd集成优化的具体实现途径，介绍了基于friendship的参数化建模过程和基于shipflow的阻力计算步骤，还有基于isight的数据集成过程；在2015年，该团队以kcs船为例，借助cfd软件完成了将兴波阻力最小作为目标的船型优化。
国内外的学者，有研究船舶艏部以降低兴波阻力来完成型线优化，例如徐力等主要以势流兴波阻力rankine源方法为基础，借助friendship软件和cad-cfd集成平台优化，加以其他条件，得到在排水量限制范围内当球鼻艏向上向前伸展一定长度时可以降低兴波阻力的结果； shahid mahmood则选用单体船系列60（cb=0.6），用添加球鼻艏的方法对型线进行优化，从而获得低阻力船体外形。有的学者研究波浪中的总阻力，例如王杉，他的目标函数是波浪中的总阻力最低，为例实现船型的自动优化，他构建了基于静水阻力和波浪增阻的集成优化系统，从而获得了波浪中总阻力最低的船型。黄金锋、万松林则以某型船艉部裸船体为研究对象,着重阐述了船型参数化的实现流程,以feature、curveengine和meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤等内容。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容：
（1） 学习friendship软件，完成5100teu集装箱船的参数化建模
船型的参数化建模是进行cfd优化的基础。因此，如何用较少的参数实现集装箱船的曲面建模是研究的关键。
3. 研究计划与安排
| 时间 | 周数 | 内容 | 要求 |
| 第1周 | 1.0 | 通过调研，收集资料，对毕业设计内容进行思考，撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务 | 提交开题报告 |
| 第2-4周 | 2.0 | 学习Friendship软件 | 完成5100TEU集装箱船的参数化建模 |
| 第5-7周 | 3.0 | 学习CFD-shipflow软件 | 完成5100TTEU集装箱船的数值建模 |
| 第8-10周 | 2.0 | 完成集成优化平台的搭建，开展5100TEU集装箱船优化研究 | 完成优化平台建立及母型船优化 |
| 第11-12周 | 2.0 | 翻译外文资料、编写毕业设计报告书 | 提交全部设计资料 |
| 第13周- |
| 返回修改，准备答辩 |
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4. 参考文献（12篇以上）
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