基于兴波阻力的三体船片体位置快速优化方法.pdf

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1、第9卷第4期船舶力学VoI.9No.42005年8月JournaIofShipMechanicsAug.2005文章编号"1007-7294$2005%04-0001-08基于兴波阻力的三体船片体位置快速优化方法吴广怀1!2!吴培德1!蒋耀军1!沈庆21总装备部工程兵科研一所9江苏无锡21403592解放军理工大学工程兵工程学院9江苏南京210007摘要!三体船片体位置优化的工作量很大9不仅要考虑片体间的横向距离9也要考虑片体间纵向距离0为快速优化三体船的片体位置9基于NobIesse细长体理论9按照一阶Kochin函数的表达式9在指数函数展开分离变量方法的基础上9本文推导了三体船兴波阻力的计

2、算公式9并根据这些公式实现了三体船兴波阻力的快速计算0数值计算与模型试验相吻合0数值计算结果和模型试验结果均显示9三体船的片体位置对兴波阻力有很大影响0关键词!三体船9细长体理论9兴波阻力9片体位置优化中图分类号!U661.31文献标识码!AFastmethodofpositionaloptimizationondistancebetweenhullsofatrimaranbasedonwaveresistance1!2112WUGuang-huai!WUPei-de!JIANGYao-jun!SHENOing(1TheFirstEngineersScientificResearchInsti

3、tuteoftheGeneraIArmamentsDepartment,Wuxi214035,China;2EngineeringInst.ofEngineeringCrops,PLAUniv.ofSci.&Tech.,Nanjing210007,China)Abstract"Itisakindofhardworktooptimizeatrimaranconfiguration,becausethedistanceinIongitu!dinaIdirectionandthedistanceintransversedirectionbetweenthehuIIsshouIdbetakeninto

4、accountinthemeantime.BasedonNobIesse#sSIenderShipTheory,wherethevariabIesareseparatebyexpandingexponentiaIfunction,thewaveresistanceformuIaeofatrimaranareobtained.ThewaveresistancecanbecaIcuIatedrapidIywiththeseformuIae.ThenumericaIresuItscoincidewiththatofthemodeItest.BoththenumericaIresuItsandthem

5、odeItestresuItsshowthattheIongitudinaIdistanceandthetransversedistancehavegreatinfIuenceonthewaveresistanceofatrimaran.Keywords:trimaran;sIendershiptheory;waveresistance;positionaIoptimizationbetweenhuIIs1引言双体船是上世纪八十年代发展起来的一种高性能船型9因其稳性好操纵性优良速度快甲板面积大和运营成本低9得到了广泛的运用0与之相比9三体船更有优越性9虽然因其湿表面增加引起粘性阻力增大9

6、但能通过片体位置的优化9使在较高速度航行时的兴波阻力减小9降低总阻力0因此9三体船的片体位置优化更显重要0收稿日期2005-01-06基金项目国家自然科学基金资助项目50309018作者简介吴广怀(1968-9男9博士9解放军理工大学工程兵工程学院副教授02船舶力学第9卷第4期双体船片体位置优化只要考虑两片体间的横向距离9而三体船的片体位置优化不仅要考虑片体间的横向间距而且也要考虑片体间的纵向距离0在三体船的优化中首先根据设计船速要求找出使兴波阻力出现较小值的横向和纵向间距组合尔后再根据功能及结构等方面的要求从中选出最佳组合0由于片体间的横向和纵向间距可以分布较广横向和纵向间距的组合就更多根本

7、无法进行较全面的模型试验即使借助数值计算方法其工作量也很大0[l][2]采用最NoDIGSSG细长体理论直接通过速度势的表达式求解速度势方法简便0黄德波牟军大半波陡限制手段来修正NoDIGSSG细长体理论使这一理论方法能适应更多的船型0黄德波李云波[3-5]利用勒让德多项式第一类球贝塞尔函数和第一类变形球贝塞尔函数将Kochin函数中的指数函数展开实现船型参数与船速及基元波的波向角分离显著加