冯梅++冯佰威

摘要： 基于CFD方法实现船体型线的自动优化。应用船型参数化建模方法分析特征参数，提取设计变量，以兴波阻力最小为目标，分别采用Sobol算法和Tsearch算法实现船体型线的自动优化。将上述方法应用于5 100 TEU集装箱船的型线自动优化，运用Shipflow软件进行CFD数值计算。评估结果表明优化船型在弗劳德数Fr=0.26时总阻力减少3.62%，说明该方法可行。

关键词： 特征参数； 设计变量； 参数化建模； 数值计算； 自动优化

中图分类号： U4文献标志码： B

Optimization of resistance performance of container ship

based on CFD

FENG Meia， FENG Baiweib

（a. School of Transportation； b.Key Laboratory of High Performance Ship Technology（Wuhan University of

Technology）， Ministry of Education， Wuhan University of Technology， Wuhan 430063， China）

Abstract： Automatic optimization of hull line is realized based on CFD method. The application of ship parametric modeling method is applied to analyze the characteristic parameters， and the design variables are extracted. Taken the minimum wave making resistance as the goal， the Sobol algorithm and Tsearch algorithm are used to realize the automatic optimization of hull line respectively. The method is applied to the automatic hull line optimization of a 5 100 TEU container ship. The CFD numerical calculation is performed using Shipflow software. The evaluation results show that the total resistance of the optimized ship type is reduced by 3.62% at Froude number Fr=0.26， which shows that optimization method is feasible.

Key words： characteristic parameter； design variable； parametric modeling； numerical calculation； automatic optimization

收稿日期： 2017[KG*9〗07[KG*9〗20修回日期： 2017[KG*9〗09[KG*9〗10

基金項目： 国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目（51720105011）；国家自然科学基金（51479150，51709213）；

自主创新基金（173102007）

作者简介： 冯梅（1995—），女，湖北武汉人，硕士研究生，研究方向为船舶多学科设计技术优化，（Email）1606173045@qq.com；

冯佰威（1974—），男，辽宁北镇人，副教授，博士，研究方向为船舶数字化和船舶多学科设计优化，（Email）275951659@qq.com0引言

目前，船舶CAD研究往往以经验设计为主[14]，CFD技术仅仅用作分析和评估的手段，未能真正实现性能驱动设计的目标。本文研究基于CAD和CFD一体化的船型优化方法[5]，其基本思想是通过CAD模型生成器生成参数化几何模型，然后通过二次开发将CAD中的几何模型转换为CFD可计算的模型，再导入CFD软件中进行计算，最后采用优化器自行优化，找到最优解。优化时的设计变量和约束条件均从CAD模型中选取，以某5 100 TEU集装箱船为例完成CAD和CFD的有机集成过程。

1特征参数分析

船舶是一个复杂的几何体，其描述参数很多，而且各参数之间关系密切，所以有必要在建模之前选择特征参数[6]，并为优化变量的选择提供参考。……