超大型双艉鳍集装箱船球艏参数化设计
2021-01-13梁家健陈天宇
船舶与海洋工程 2020年6期
梁家健,刘 杨,苏 甲,陈天宇
(中国船舶科学研究中心 上海分部,上海 200011)
0 引 言
2008年以来,随着国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)新规则的不断出台和船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index, EEDI)的强制执行,降低航速、提高装载量逐渐成为船舶发展的方向。集装箱船的载重量通常较大,且货物多分布在甲板上,对经济性的要求较高,对阻力、推进、操纵性和振动等性能也有很高的要求。与单艉船型相比,双艉鳍船型艉部水下部分有2个瘦长片体,2个片体之间采用平滑流动过渡,能保证艉部流线顺畅,从而减小艉部的黏压和兴波阻力,提高螺旋桨盘面处的伴流,因此对集装箱船采用双艉鳍船型设计,以满足上述要求。
在传统的船舶型线优化中,通常采用母型船变换等方法,通过分站式的剖面型线表达船体型线。这种优化方法无法直接反映船舶的特征参数和特征线。在参数化优化方法中,参数化模型以特征参数和特征线为基础,能实现船型的快速生成和修改(见图1)。特征参数和特征线的选取和建模是整个船型参数化设计中最重要的环节,直接影响参数化模型的设计质量。

图1 参数化建模流程
国内外学者针对参数化船型优化开展了大量研究。例如:张萍等[1]根据特征参数确定纵向特征线,采用优化方法生成各站横剖面,进而生成船体曲面,并通过船舶改型实例证明了该建模方法的可行性;PAPANIKOLAOU等[2]对一艘Aframax油船建立了全参数化模型,并集成多种计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件对多个目标函数进行了总体优化设计;……
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