双尾鳍船型参数化设计方法分析与优化

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1、武汉理工大学硕士学位论文3．3．3尾鳍特征控制线参数定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．223．4尾鳍曲面的生成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯263．4．1尾鳍前半段曲面生成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．263．4．2尾鳍后半段曲面生成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．5参数化设计方法验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．283．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29第4章基于OATIA的双尾鳍参数化程序设计开发⋯⋯⋯⋯314．1CATIA软件及其二次开发技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯314．1．1CATIA软件简

2、介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．314．1．2CATIA三维参数化设计的实现方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯314．1．3CATIA二次开发的方法和步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．324．1．4VB调用CATIA⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．344．2设计流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．3边界线观察和显示原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯364．4尾鳍参数化程序界面和功能介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．364．5尾鳍与主船体的过渡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．5．1主船体的预处理工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40

3、4．5．2曲面拼接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．5．3曲面后续处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．414．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42第5章基于尾鳍角度变化的双尾鳍船性能优化⋯⋯⋯⋯．．435．1数值计算前期准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435．1．1计算模型准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．435．1．2计算域的划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．485．1．3网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．1．4边界条件设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．515．2数值计算过

4、程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．515．2．1求解方法初选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．515．2．2求解方法比较分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．535．3计算结果比较分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．3．1阻力计算结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．545．3．2船体表面压力分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．56IV武汉理工大学硕士学位论文5．3．3轴向伴流分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··5‘／5．3．4周向伴流分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．625．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯67第6章工作总结和展望⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．686．1工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯686．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯68参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．⋯70致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72攻读硕士学位期间参加的科研情况．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯．．．73V武汉理工大学硕士学位论文第1章绪论近年来，随着国际油价的不断上涨、能源紧缺，加上受全球性的金融危机影响，船舶航运市场持续低迷，船东对船舶的要求也越来越高，不仅

6、要求具有低廉的船价，而且要求船舶具有优良的性能。这有力地影响和促进了节能型船舶的研究与开发，加速了新技术在船舶上的应用。尤其是对新的船体线型的研究，取得了不少的成就，出现了许多优秀的船体线型。这些线型主要包括双尾及双尾鳍线型、内河宽浅船型、小水线面双体船线型、三体船线型等。因此，在已确定船舶主尺度要素及主机功率情况下，研究开发出性能优良的船舶线型是船舶工作者一个重要的任务。当前，船型研究的重点己从对船首线型的研究过渡到对船舶尾部线型和性能的研究。双尾鳍线型作为船尾线型中比较优秀的一种，越来越得到广大船舶

7、设计者的青睐。1．1双尾鳍船型概述19世纪40年代瑞典船模实验水池出现第一艘双尾鳍船线型，自此以后，双尾鳍线型迅速发展。在我国内河，由于船舶的吃水受到限制，如采用单桨推进，螺旋桨的直径将受到较大的限制，故一般采用双桨推进，双尾鳍线型可以很好地解决吃水受限这一问题。与单尾双桨船不同的是，双尾鳍船尾部没有轴支架和轴包套等附体，螺旋桨推进轴直接由伸出船体的两个尾鳍支撑，这样两个尾鳍就相当于两个并列的单桨船的尾部，使船体伴流分数大大的增加，提高了船舶的船身效率，从而达到降低主机功率的目的。双尾鳍船型是一种优秀的

8、船体线型，现在许多海洋双桨客船、货船也逐渐的采用这种船型。双尾鳍船型主要具有以下特征【lJ：(1)阻力性能好双尾鳍船型包括两个尖瘦的片尾和一个纵流中央隧道。与常规双桨船不同的是，由于两片体间为一纵流型的中央隧道，所以尾部线型变化比较缓和，纵向梯度变化小，使水流可以在尾部顺畅通过，减少了边界层的分离现象，从而使粘压阻力减小；同时，尾部兴波也得到相应改善，兴波阻力减小。其次，由于普通双桨船或单桨船普遍使用轴支架、人字架等水下附体来支撑螺旋桨轴，