基于径向基插值的曲面变形方法在船型多目标优化中的应用

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.180209

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (2): 128-136.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.180209

基于径向基插值的曲面变形方法在船型多目标优化中的应用

冯佰威^{1， 2} 冯梅^{1， 3} 常海超^1† 张丽妹⁴

1．武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室，湖北武汉 430063; 2．哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001; 3．武汉理工大学交通学院，湖北武汉 430063; 4．武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉 430205

收稿日期:2018-05-02 修回日期:2018-10-23 出版日期:2019-02-25 发布日期:2019-01-02
通信作者: 常海超( 1985-) ，男，讲师，主要从事船舶多学科设计优化技术研究 E-mail:chch-animal@163.com
作者简介:冯佰威( 1974-) ，男，副教授，主要从事计算机辅助船舶设计、船舶多学科设计优化技术研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51709213， 51720105011) ; 水下机器人技术重点实验室研究基金资助项目 ( 6142215180304)

Application of Surface Deformation Method Based on Radial Basis Interpolation in Multi-objective Optimization of Ship Hull

FENG Baiwei^{1， 2} FENG Mei^{1， 3} CHANG Haichao¹ ZHANG Limei⁴

1． Key Laboratory of High Performance Ship Technology of the Ministry of Education，Wuhan University of Technology，Wuhan 430063，Hubei，China; 2． Science and Technology on Underwater Vehicle Technology，Harbin Engineering University， Harbin 150001，Heilongjiang，China; 3． School of Transportation，Wuhan University of Technology，Wuhan 430063， Hubei，China; 4． Wuhan Second Ship Design and Ｒesearch Institute，Wuhan 430205，Hubei，China

Received:2018-05-02 Revised:2018-10-23 Online:2019-02-25 Published:2019-01-02
Contact: 常海超( 1985-) ，男，讲师，主要从事船舶多学科设计优化技术研究 E-mail:chch-animal@163.com
About author:冯佰威( 1974-) ，男，副教授，主要从事计算机辅助船舶设计、船舶多学科设计优化技术研究
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 51709213， 51720105011)

摘要/Abstract

摘要： 在船体型线优化中，精确有效的船体曲面表达和变形技术在优化中起着重要的作用，文中研究基于径向基插值的曲面变形方法在船型多目标优化中的应用，采用基于径向基插值技术的船体曲面变形方法，以 DTMB5415 船型为研究对象，结合计算流体力学计算工具和多目标粒子群算法，以兴波阻力最小为优化目标，完成了不同弗劳德数( Fr) 下的船舶阻力性能优化．在优化结果中选择3 条典型船型进行分析: Fr 为 0． 41 时方案 1 较优，兴波阻力减小了18． 83%; Fr 为 0． 22 时方案 3 较优，兴波阻力减小了49． 66%; Fr 为 0． 28 时方案2 为折中方案，兴波阻力减小了 30． 23%．优化结果表明，基于径向基插值技术的船体曲面变形方法可有效产生光顺的船体型线．

关键词: 径向基插值技术, 粒子群优化算法, 船体型线设计

Abstract: Accurate and effective hull surface expression and modification techniques play an important role in optimization of ship hull． Taking the DTMB5415 ship as the research object， the ship resistance performance under different Froude numbers ( Fr) was optimized with the surface modification method based on radial basis interpolation and combined with CFD calculation tool and multi-objective particle swarm algorithm． In the optimization results， three typical ship types were selected for analysis． When Fr was 0. 41， the plan 1 was better，and the wave resistance was reduced by 18. 83%． When Fr was 0. 22， the plan 3 was better，and the wave resistance was reduced by 49. 66%; when Fr was 0. 28，the plan 2 was a compromise，and the wave resistance was reduced by 30. 23%． The optimization results show that the surface deformation method based on the radial basis interpolation technique can effectively produce smooth hull profiles．

Key words: radial basis interpolation, particle swarm optimization, hull form design

中图分类号:

冯佰威冯梅常海超张丽妹. 基于径向基插值的曲面变形方法在船型多目标优化中的应用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2019, 47(2): 128-136.

FENG Baiwei FENG Mei CHANG Haichao ZHANG Limei.

Application of Surface Deformation Method Based on Radial Basis Interpolation in Multi-objective Optimization of Ship Hull

[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2019, 47(2): 128-136.

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基于径向基插值的曲面变形方法在船型多目标优化中的应用

Application of Surface Deformation Method Based on Radial Basis Interpolation in Multi-objective Optimization of Ship Hull

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