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兼顾开敞水域航行减阻的极地油船首部优化
被引量:
5
1
作者
王志鹏
郝寨柳
+2 位作者
吴乘胜
季少鹏
田于逵
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2018年第2期257-262,共6页
极地船舶的航行水域包括冰区和开敞水域,其设计优化需要兼顾开敞水域和冰区两方面的航行性能.文中建立了基于近似模型的船型优化方法,并以一艘极地油船为对象,在保证破冰能力的前提下,以降低船舶开敞水域航行阻力为优化目标,通过建立阻...
极地船舶的航行水域包括冰区和开敞水域,其设计优化需要兼顾开敞水域和冰区两方面的航行性能.文中建立了基于近似模型的船型优化方法,并以一艘极地油船为对象,在保证破冰能力的前提下,以降低船舶开敞水域航行阻力为优化目标,通过建立阻力近似模型开展首部线型优化.优化船型在设计航速下,开敞水域的船模总阻力和实船有效功率分别降低了5.08%和8.27%,且其排水量等主要参数基本保持不变,破冰性能略有提升.优化方法能够有效考虑流场细节,提高优化质量,并可以兼顾极地船的破冰性能和开敞水域航行性能,提高优化船型的工程适用性.
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关键词
极地船舶
线型优化
开敞水域
阻力
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职称材料
基于FEM/SPH耦合方法的极地运输船舶冰阻力预报研究
被引量:
2
2
作者
王志鹏
郝寨柳
+1 位作者
田于逵
吴宝山
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期9-15,共7页
冰阻力是极地运输船舶动力需求分析和船型优化设计阶段的重要参考指标。本文基于有限元理论,采用粘聚单元法构建海冰数值模型,开展冰样单轴压缩和三点弯曲试验过程模拟,验证了该模型满足海冰数值计算的要求。在此基础上,以某极地运输船...
冰阻力是极地运输船舶动力需求分析和船型优化设计阶段的重要参考指标。本文基于有限元理论,采用粘聚单元法构建海冰数值模型,开展冰样单轴压缩和三点弯曲试验过程模拟,验证了该模型满足海冰数值计算的要求。在此基础上,以某极地运输船舶为研究对象,采用有限元/光滑粒子流体动力学耦合算法,通过罚函数接触算法传递有限元网格与水粒子之间接触状态和作用力,考虑船舶破冰过程中船/冰/水耦合作用,模拟破冰过程裂纹产生和扩展、冰块翻转与滑移等现象,并进行了冰阻力预报。
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关键词
极地运输船舶
粘聚单元
海冰数值模型
破冰阻力
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职称材料
大型极地运输船主机功率评估方法研究
被引量:
2
3
作者
季少鹏
田于逵
+1 位作者
郝寨柳
吴宝山
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-8,共8页
文章根据推力和阻力平衡原理,结合冰阻力模型试验结果,初步探索了大型极地运输船主机功率的评估方法。文中以一艘极地航行运输船为例,结合冰水池试验结果和满足RMRS规范要求的主机功率评估结果,对上述评估方法进行了验证。当采用理论方...
文章根据推力和阻力平衡原理,结合冰阻力模型试验结果,初步探索了大型极地运输船主机功率的评估方法。文中以一艘极地航行运输船为例,结合冰水池试验结果和满足RMRS规范要求的主机功率评估结果,对上述评估方法进行了验证。当采用理论方法评估主机功率时,设计者必须具有一定的经验,才能正确考虑冰桨相互作用以及螺旋桨的抽吸作用;当采用传统拖曳水池进行低速拖曳模型试验评估主机功率时,虽然推力减额的测量结果没有包含冰桨相互作用的影响,但一定程度上也可满足评估要求。评估结果表明:文中初步探索的理论和模型试验评估方法,能够满足该类极地运输船舶主机功率的评估,可为设计者提供参考。
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关键词
主机功率
理论评估
模型试验
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职称材料
多目标优化算法在船舶多学科设计优化中的应用
被引量:
4
4
作者
郝寨柳
刘祖源
冯佰威
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2014年第3期53-63,共11页
船舶多学科设计优化是典型的多目标优化问题。采用基于物理规划的多目标优化算法可以得到均匀分布的Pareto前沿,但对于复杂的船舶多目标优化问题,其优化质量有待改进。文章首先对物理规划进行改进,改善其偏好函数的光顺性及对偏好区间...
船舶多学科设计优化是典型的多目标优化问题。采用基于物理规划的多目标优化算法可以得到均匀分布的Pareto前沿,但对于复杂的船舶多目标优化问题,其优化质量有待改进。文章首先对物理规划进行改进,改善其偏好函数的光顺性及对偏好区间的适应性,以改进其优化效果。然后采用缩减搜索域和转动搜索域技术,将矩形的伪偏好结构转化为菱形,从各个方向对目标空间进行搜索,在此基础上进一步提出转动伪偏好结构技术以扩展搜索范围,由此可以降低Pareto前沿对伪偏好结构的要求,提高其分布质量和范围。文章以数值算例和船舶概念设计优化为例进行验证,并与多目标进化算法进行对比,证明了改进后的多目标优化算法的有效性。
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关键词
多目标优化
物理规划
PARETO前沿
均匀分布
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职称材料
破损部位装载方式对破舱稳性的影响
被引量:
2
5
作者
郝寨柳
刘祖源
+1 位作者
程细得
詹成胜
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2015年第1期38-40,45,共4页
船舶破损后,大部分不会马上倾覆,但其稳性却会恶化.为了得到破损部位及装载方式对破舱稳性的影响,按照自由纵倾方式,采用增加重量法,应用NAPA软件计算完整船舶和不同破损位置的破损船舶在不同载况和装载方式下的浮态、稳性及破舱稳性,...
船舶破损后,大部分不会马上倾覆,但其稳性却会恶化.为了得到破损部位及装载方式对破舱稳性的影响,按照自由纵倾方式,采用增加重量法,应用NAPA软件计算完整船舶和不同破损位置的破损船舶在不同载况和装载方式下的浮态、稳性及破舱稳性,对典型破损船舶进行调平处理,计算调平后的浮态和破舱稳性.结果表明,可以通过避开不利的破损部位或者选取合理的调平方式来改善破舱稳性.
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关键词
破损船舶
NAPA
破舱稳性
调平
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职称材料
基于数值计算的极地船舶冰阻力预报研究
被引量:
2
6
作者
王志鹏
郝寨柳
+1 位作者
赵桥生
寇莹
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021年第4期728-732,共5页
为预报船舶破冰航行过程的冰阻力,采用非线性有限元法建立海冰数值模型,通过模拟冰样弯曲强度试验过程验证其可行性.在满足目标海冰弯曲强度的基础上,考虑浮力和拖曳力的影响,计算碎冰在水中运动时的作用力.模拟了船舶破冰过程中冰层的...
为预报船舶破冰航行过程的冰阻力,采用非线性有限元法建立海冰数值模型,通过模拟冰样弯曲强度试验过程验证其可行性.在满足目标海冰弯曲强度的基础上,考虑浮力和拖曳力的影响,计算碎冰在水中运动时的作用力.模拟了船舶破冰过程中冰层的内裂纹的形成和扩展、碎冰块的运动等现象,对不同冰厚和航速下冰阻力的分析,该方法能够较好地反映冰厚和航速等对冰阻力影响.通过仅考虑破冰过程的方式计算破冰阻力,得到的破冰阻力在总阻力的占比与经验公式结果吻合较好,验证了该方法的可行性.
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关键词
极地船舶
非线性有限元
数值模拟
冰阻力
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职称材料
破损船操纵运动水动力及舱室流场的数值研究
7
作者
邱云明
陆冬青
郝寨柳
《舰船科学技术》
北大核心
2015年第9期51-55,共5页
目前,对破损船操纵水动力研究很少。为计算破损船操纵水动力及其破舱室粘性流场特征,本文基于RANS方程,选取SST k-ω湍流模式,对某新型油船破舱进水后的斜航操纵运动进行数值模拟。计算出破损船在不同斜航角时的总阻力、横向压力、转首...
目前,对破损船操纵水动力研究很少。为计算破损船操纵水动力及其破舱室粘性流场特征,本文基于RANS方程,选取SST k-ω湍流模式,对某新型油船破舱进水后的斜航操纵运动进行数值模拟。计算出破损船在不同斜航角时的总阻力、横向压力、转首力矩的系数,探究其操纵水动力变化情况。模拟破舱室内的流场情况,分析破舱室水的运动特点。最后将破损船数值结果与试验结果进行比较,研究表明计算模型可行,能较好地计算破损船操纵水动力及其流场情况。该研究成果可为今后破舱操纵性规范的制定和船舶优化设计提供理论参考。
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关键词
破损船
CFD
数值模拟
操纵水动力
粘性流场
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职称材料
改进Sobol’方法在船型优化模型中的应用
被引量:
5
8
作者
刘强
张恒
+1 位作者
彭必业
郝寨柳
《船舶工程》
CSCD
北大核心
2020年第2期44-48,69,共6页
针对船型优化中采用更多的优化变量有可能带来"维度灾难"的问题,通过灵敏度分析确定不重要的变量并降维来缓解该问题。介绍以往提出的改进Sobol’方法,利用该方法对某集装箱船兴波阻力优化模型进行灵敏度分析并降维。为减少...
针对船型优化中采用更多的优化变量有可能带来"维度灾难"的问题,通过灵敏度分析确定不重要的变量并降维来缓解该问题。介绍以往提出的改进Sobol’方法,利用该方法对某集装箱船兴波阻力优化模型进行灵敏度分析并降维。为减少分析的计算量,对该船型优化模型构建Kriging模型。对优化模型降维前后的优化过程、最优解及其波形和型线进行对比。结果表明:降维后优化模型收敛更快,最优解兴波阻力系数仅增大0.15%,采用改进Sobol’方法进行降维,能在保证最优解质量的同时,提高优化效率。
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关键词
船型优化
改进Sobol’方法
降维
全局灵敏度分析
原文传递
基于数值模拟和试验验证的半滑行游艇艇型阻力优化
9
作者
施书文
郝寨柳
+1 位作者
王文涛
孙立宪
《船舶设计通讯》
2023年第2期61-66,共6页
具备小长宽比、半滑行态特征的游艇线型设计与常规快艇不同,要兼顾快速性、载重吨位以及布置等多方面需求,同时半滑行艇阻力的影响机理尚不明确,所以这类船型的阻力优化仍较为困难。以约束排水量、局部尺度及其他布置相关参数的游艇全...
具备小长宽比、半滑行态特征的游艇线型设计与常规快艇不同,要兼顾快速性、载重吨位以及布置等多方面需求,同时半滑行艇阻力的影响机理尚不明确,所以这类船型的阻力优化仍较为困难。以约束排水量、局部尺度及其他布置相关参数的游艇全航速段减阻及改善兴波高度为目标,通过综合调研“Lackenby”变换获得初始艇型后,提炼多项局部特征参数,探究各特征参数不同取值的组合对于阻力的影响情况,利用高速船重叠网格技术进行数值模拟计算,对比前后方案的阻力及兴波情况等结果进而确定后一步优化方向,通过上述方式送代得到优化船型方案,设计模型试验,验证数值模拟精度及优化效果。经试验验证得到,目标航速优化艇型较初始艇型阻力减少18.36%,且全航速段兴波情况改善明显。
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关键词
半滑行
游艇线型
阻力优化
模型试验
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职称材料
题名
兼顾开敞水域航行减阻的极地油船首部优化
被引量:
5
1
作者
王志鹏
郝寨柳
吴乘胜
季少鹏
田于逵
机构
中国船舶科学研究中心
出处
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2018年第2期257-262,共6页
文摘
极地船舶的航行水域包括冰区和开敞水域,其设计优化需要兼顾开敞水域和冰区两方面的航行性能.文中建立了基于近似模型的船型优化方法,并以一艘极地油船为对象,在保证破冰能力的前提下,以降低船舶开敞水域航行阻力为优化目标,通过建立阻力近似模型开展首部线型优化.优化船型在设计航速下,开敞水域的船模总阻力和实船有效功率分别降低了5.08%和8.27%,且其排水量等主要参数基本保持不变,破冰性能略有提升.优化方法能够有效考虑流场细节,提高优化质量,并可以兼顾极地船的破冰性能和开敞水域航行性能,提高优化船型的工程适用性.
关键词
极地船舶
线型优化
开敞水域
阻力
Keywords
polar vessel
hull line optimization
open water
resistance
分类号
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于FEM/SPH耦合方法的极地运输船舶冰阻力预报研究
被引量:
2
2
作者
王志鹏
郝寨柳
田于逵
吴宝山
机构
中国船舶科学研究中心
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期9-15,共7页
基金
水动力学国防科技重点实验室基金(61422030209162203002)
工信部高技术船舶科研项目([2017]614)。
文摘
冰阻力是极地运输船舶动力需求分析和船型优化设计阶段的重要参考指标。本文基于有限元理论,采用粘聚单元法构建海冰数值模型,开展冰样单轴压缩和三点弯曲试验过程模拟,验证了该模型满足海冰数值计算的要求。在此基础上,以某极地运输船舶为研究对象,采用有限元/光滑粒子流体动力学耦合算法,通过罚函数接触算法传递有限元网格与水粒子之间接触状态和作用力,考虑船舶破冰过程中船/冰/水耦合作用,模拟破冰过程裂纹产生和扩展、冰块翻转与滑移等现象,并进行了冰阻力预报。
关键词
极地运输船舶
粘聚单元
海冰数值模型
破冰阻力
Keywords
polar vessel
cohesive element
numerical model of ice material
icebreaking resistance
分类号
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
大型极地运输船主机功率评估方法研究
被引量:
2
3
作者
季少鹏
田于逵
郝寨柳
吴宝山
机构
中国船舶科学研究中心
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-8,共8页
基金
高技术船舶科研项目([2014]508)
文摘
文章根据推力和阻力平衡原理,结合冰阻力模型试验结果,初步探索了大型极地运输船主机功率的评估方法。文中以一艘极地航行运输船为例,结合冰水池试验结果和满足RMRS规范要求的主机功率评估结果,对上述评估方法进行了验证。当采用理论方法评估主机功率时,设计者必须具有一定的经验,才能正确考虑冰桨相互作用以及螺旋桨的抽吸作用;当采用传统拖曳水池进行低速拖曳模型试验评估主机功率时,虽然推力减额的测量结果没有包含冰桨相互作用的影响,但一定程度上也可满足评估要求。评估结果表明:文中初步探索的理论和模型试验评估方法,能够满足该类极地运输船舶主机功率的评估,可为设计者提供参考。
关键词
主机功率
理论评估
模型试验
Keywords
power of main engine
theory evaluation
model test
分类号
TK315 [动力工程及工程热物理—热能工程]
U675.57 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
多目标优化算法在船舶多学科设计优化中的应用
被引量:
4
4
作者
郝寨柳
刘祖源
冯佰威
机构
武汉理工大学交通学院
武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室
出处
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2014年第3期53-63,共11页
基金
国家自然科学基金重点项目(51039006)
国家自然科学基金项目(51279147)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(51179143)
国家自然科学基金(51479150)
文摘
船舶多学科设计优化是典型的多目标优化问题。采用基于物理规划的多目标优化算法可以得到均匀分布的Pareto前沿,但对于复杂的船舶多目标优化问题,其优化质量有待改进。文章首先对物理规划进行改进,改善其偏好函数的光顺性及对偏好区间的适应性,以改进其优化效果。然后采用缩减搜索域和转动搜索域技术,将矩形的伪偏好结构转化为菱形,从各个方向对目标空间进行搜索,在此基础上进一步提出转动伪偏好结构技术以扩展搜索范围,由此可以降低Pareto前沿对伪偏好结构的要求,提高其分布质量和范围。文章以数值算例和船舶概念设计优化为例进行验证,并与多目标进化算法进行对比,证明了改进后的多目标优化算法的有效性。
关键词
多目标优化
物理规划
PARETO前沿
均匀分布
Keywords
multi-objective optimization
physical programming
Pareto front
even distribution
分类号
U662 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
破损部位装载方式对破舱稳性的影响
被引量:
2
5
作者
郝寨柳
刘祖源
程细得
詹成胜
机构
武汉理工大学交通学院
出处
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2015年第1期38-40,45,共4页
基金
国家自然科学基金项目资助(批准号:100772139)
文摘
船舶破损后,大部分不会马上倾覆,但其稳性却会恶化.为了得到破损部位及装载方式对破舱稳性的影响,按照自由纵倾方式,采用增加重量法,应用NAPA软件计算完整船舶和不同破损位置的破损船舶在不同载况和装载方式下的浮态、稳性及破舱稳性,对典型破损船舶进行调平处理,计算调平后的浮态和破舱稳性.结果表明,可以通过避开不利的破损部位或者选取合理的调平方式来改善破舱稳性.
关键词
破损船舶
NAPA
破舱稳性
调平
Keywords
damage ship
NAPA
damage stability
leveling
分类号
U661.23 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于数值计算的极地船舶冰阻力预报研究
被引量:
2
6
作者
王志鹏
郝寨柳
赵桥生
寇莹
机构
中国船舶科学研究中心
出处
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021年第4期728-732,共5页
基金
水动力学国防科技重点实验室基金项目(61422030209162203002)
工信部高技术船舶科研项目([2017]614)。
文摘
为预报船舶破冰航行过程的冰阻力,采用非线性有限元法建立海冰数值模型,通过模拟冰样弯曲强度试验过程验证其可行性.在满足目标海冰弯曲强度的基础上,考虑浮力和拖曳力的影响,计算碎冰在水中运动时的作用力.模拟了船舶破冰过程中冰层的内裂纹的形成和扩展、碎冰块的运动等现象,对不同冰厚和航速下冰阻力的分析,该方法能够较好地反映冰厚和航速等对冰阻力影响.通过仅考虑破冰过程的方式计算破冰阻力,得到的破冰阻力在总阻力的占比与经验公式结果吻合较好,验证了该方法的可行性.
关键词
极地船舶
非线性有限元
数值模拟
冰阻力
Keywords
polar vessel
nonlinear finite element
numerical simulation
ice resistance
分类号
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
破损船操纵运动水动力及舱室流场的数值研究
7
作者
邱云明
陆冬青
郝寨柳
机构
镇江船艇学院
武汉理工大学交通学院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2015年第9期51-55,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(10772139)
文摘
目前,对破损船操纵水动力研究很少。为计算破损船操纵水动力及其破舱室粘性流场特征,本文基于RANS方程,选取SST k-ω湍流模式,对某新型油船破舱进水后的斜航操纵运动进行数值模拟。计算出破损船在不同斜航角时的总阻力、横向压力、转首力矩的系数,探究其操纵水动力变化情况。模拟破舱室内的流场情况,分析破舱室水的运动特点。最后将破损船数值结果与试验结果进行比较,研究表明计算模型可行,能较好地计算破损船操纵水动力及其流场情况。该研究成果可为今后破舱操纵性规范的制定和船舶优化设计提供理论参考。
关键词
破损船
CFD
数值模拟
操纵水动力
粘性流场
Keywords
damaged ship
computational fluid dynamics(CFD)
numerical simulation
maneuvering hydrodynamic forces
viscous flow field
分类号
U661.33 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
改进Sobol’方法在船型优化模型中的应用
被引量:
5
8
作者
刘强
张恒
彭必业
郝寨柳
机构
湖北海洋工程装备研究院有限公司
中国船舶科学研究中心
出处
《船舶工程》
CSCD
北大核心
2020年第2期44-48,69,共6页
文摘
针对船型优化中采用更多的优化变量有可能带来"维度灾难"的问题,通过灵敏度分析确定不重要的变量并降维来缓解该问题。介绍以往提出的改进Sobol’方法,利用该方法对某集装箱船兴波阻力优化模型进行灵敏度分析并降维。为减少分析的计算量,对该船型优化模型构建Kriging模型。对优化模型降维前后的优化过程、最优解及其波形和型线进行对比。结果表明:降维后优化模型收敛更快,最优解兴波阻力系数仅增大0.15%,采用改进Sobol’方法进行降维,能在保证最优解质量的同时,提高优化效率。
关键词
船型优化
改进Sobol’方法
降维
全局灵敏度分析
Keywords
ship hull form optimization
improved Sobol’ method
dimension reduction
global sensitivity analysis
分类号
U662.2 [交通运输工程—船舶及航道工程]
原文传递
题名
基于数值模拟和试验验证的半滑行游艇艇型阻力优化
9
作者
施书文
郝寨柳
王文涛
孙立宪
机构
中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室
出处
《船舶设计通讯》
2023年第2期61-66,共6页
基金
中船自立科技研发专项“智能游艇自主开发”(202125Z)。
文摘
具备小长宽比、半滑行态特征的游艇线型设计与常规快艇不同,要兼顾快速性、载重吨位以及布置等多方面需求,同时半滑行艇阻力的影响机理尚不明确,所以这类船型的阻力优化仍较为困难。以约束排水量、局部尺度及其他布置相关参数的游艇全航速段减阻及改善兴波高度为目标,通过综合调研“Lackenby”变换获得初始艇型后,提炼多项局部特征参数,探究各特征参数不同取值的组合对于阻力的影响情况,利用高速船重叠网格技术进行数值模拟计算,对比前后方案的阻力及兴波情况等结果进而确定后一步优化方向,通过上述方式送代得到优化船型方案,设计模型试验,验证数值模拟精度及优化效果。经试验验证得到,目标航速优化艇型较初始艇型阻力减少18.36%,且全航速段兴波情况改善明显。
关键词
半滑行
游艇线型
阻力优化
模型试验
Keywords
semi-glide
yacht form line
resistance optimization
model test
分类号
U661.311 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
兼顾开敞水域航行减阻的极地油船首部优化
王志鹏
郝寨柳
吴乘胜
季少鹏
田于逵
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2018
5
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职称材料
2
基于FEM/SPH耦合方法的极地运输船舶冰阻力预报研究
王志鹏
郝寨柳
田于逵
吴宝山
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
大型极地运输船主机功率评估方法研究
季少鹏
田于逵
郝寨柳
吴宝山
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
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职称材料
4
多目标优化算法在船舶多学科设计优化中的应用
郝寨柳
刘祖源
冯佰威
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2014
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
破损部位装载方式对破舱稳性的影响
郝寨柳
刘祖源
程细得
詹成胜
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2015
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
基于数值计算的极地船舶冰阻力预报研究
王志鹏
郝寨柳
赵桥生
寇莹
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
破损船操纵运动水动力及舱室流场的数值研究
邱云明
陆冬青
郝寨柳
《舰船科学技术》
北大核心
2015
0
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职称材料
8
改进Sobol’方法在船型优化模型中的应用
刘强
张恒
彭必业
郝寨柳
《船舶工程》
CSCD
北大核心
2020
5
原文传递
9
基于数值模拟和试验验证的半滑行游艇艇型阻力优化
施书文
郝寨柳
王文涛
孙立宪
《船舶设计通讯》
2023
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