航行與結構性能多學科設計優(yōu)化技術研究.pdf

1、本文針對船舶航行與結構性能多學科設計優(yōu)化中的若干研究熱點問題進行了系統(tǒng)研究。研究內容主要包括：航行與結構性能多學科設計優(yōu)化的基礎技術-CAD/CAE接口技術，參數化建模技術，網格自動劃分技術；船舶結構性能設計優(yōu)化中的屈曲強度校核研究；航行性能中的艇體水動力性能計算、繞流場仿真及線型優(yōu)化；航行性能中基于數值計算法的螺旋槳設計優(yōu)化。 首先介紹了船舶航行與結構數值計算方法及優(yōu)化理論。其次針對有限元計算、設計優(yōu)化模型的需要，建立了流體、

2、結構、SHIDS數據庫等之間的接口轉換程序，實現了從SHIDS數據庫中提取船型、螺旋槳數據，通過曲線差值，曲面合并，實體剖切，創(chuàng)建了幾何模型，開發(fā)了一套適用于船、艇、槳的參數化網格自動劃分程序；針對導入導出時網格縫隙問題，給出了基于鄰接矩陣的網格縫隙分類及修補優(yōu)化方法；針對應力集中區(qū)域的粗細網格計算精度要求，給出了將粗網格模型分析的計算結果作為細網格模型分析的邊界條件的方法，實現了基于過渡單元的有限元細劃分算法。結果表明，使用這些方法不

3、僅能快速建模，而且優(yōu)化后的網格布局更合理，計算精度更高；不僅兼顧整船有限元分析，而且能對關鍵區(qū)域進行局部分析。接下來針對船體結構屈曲問題，研究了船體共同結構規(guī)范，提出了強框架的自動識別算法，實現了船舶極格屈曲評估系統(tǒng)，打破了過去僅靠手工計算難以實施大規(guī)模屈曲校核的障礙，提高了船舶設計階段的分析效率，該方法已被納入中困船級高級屈曲評估直接計算體系。最后對滿足總體布置要求但還未確定給定航速下最優(yōu)阻力的潛艇，提出一種使用自動化程序進行數值計算