高速五体船水动力协同优化研究_黄珍平.caj

【摘要】 五体船因其阻力和耐波方面的优良性能逐渐成为业界的研究热点。目前五体船的研究主要集中于五体船的阻力和运动性能的预报及优化上。优化方面主要进行的是片体布置的单独优化，优化目标也比较单一。五体船的片体主尺度和布置对其阻力和耐波性能均由较大影响，如何在五体船性能优化的时候得以同时考虑是值得研究的问题。同时由于主片体间流体力学相互影响的存在，进行主片体的同时优化也十分必要。本文的目的是实现五体船阻力和耐波性能的水动力协同优化，优化对象的是五体船主体的型线和片体的主尺度及布置。为此本文以iSIGHT为优化平台，建立了五体船水动力优化系统。使用基于三维面元法的HydroStar软件计算五体船迎浪和斜浪中的运动和增阻，使用基于Rankine源法的Shipflow软件计算五体船的兴波阻力。基于径向基函数编写了型线变换程序，实现了优化过程中船型的自动改变；利用PATRAN及自编的程序实现了五体船的参数化自动建模及水动力计算输入文件的生成；实现了iSIGHT与HydroStar及Shipflow的集成，解决了其中软件的自动调用、主要文件的解析等关键问题。使用NAGA-II多目标遗传算法对目标五体船进行了耐波性的主片体优化及阻力和波浪中运动和增阻的协同优化，得到了优化的Pareto解集。结果表明该优化系统能够有效运用于五体船的水动力设计中。

【关键词】 五体船； 多目标； 协同优化； 片体布置； 型线优化；
【Key words】 pentamaran； multi-objective； collaborative optimization； demihulls configuration； hull form optimization；