基于Isight的船舶CAD/CFD集成优化研究#张恒，冯佰威，刘祖源，詹成胜**510（武汉理工大学交通学院，武汉430063）摘要：目前的船舶CAD研究往往还是以经验设计为主，而CFD技术仅仅作为一种评估和分析的手段，尚没有实现真正的性能驱动设计的目标。因此本文重点探讨船舶CAD/CFD集成优化的实现途径。文章分别阐述了基于FRIENDSHIP的参数化建模、基于SHIPFLOW的阻力计算以及基于Isight的数据集成和过程集成方法。最后，完成了5400TEU集装箱船的球鼻艏优化研究。研究表明：基于Isight的船舶CAD/CFD集成优化平台具有一定的工程应用价值。关键词：船舶CAD；船舶CFD；Isight；集成优化中图分类号：U662.915Isight-basedShipCAD/CFDIntegratedOptimizationZhangHeng,FENGBaiwei,LIUZuyuan,ZhanChengsheng(SchoolofTransportation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063)Abstract:Atpresent,theresearchonshipCADstillfocusesonexperiencedesign.CFD20technologyisonlyusedasameansofassessmentandanalysis,andstillhasnotachievedthegoalofrealperformance-drivendesign.SothispaperfocusesontheapproachofshipCAD/CFDintegratedoptimization.ItelaboratesFRIENDSHIP-basedparametricmodeling,SHIPFLOW-basedresistancecalculationandIsight-baseddataintegrationandprocessintegrationmethodrespectively.Finally,itcompletestheoptimizationofthebulbousbowof5400TEU25303540containership.Studieshaveshownthat:shipCAD/CFDintegratedoptimizationplatformbasedonIsighthasacertainvalueofengineeringapplications.Keywords:ShipCAD;ShipCFD;Isight;Integratedoptimization0.引言为提高船舶能源利用效率、减少环境污染，国际海事组织提出新造船能效指数（EEDI），[1]随着计算机技术的飞速发展和船舶计算流体力学的进步，使得CAD/CFD集成优化技术得以实现和应用。基于CAD/CFD的船体型线优化框架如图1所示。该框架共有四个基本模块，其功能[2]（1）船型设计模块：采用CAD船型参数化修改技术，对母型进行修改，生成光顺的船体曲面，并得到CFD软件可以识别的船型几何描述。（2）船型分析模块：对船型进行CFD的数值模拟，获得表面的压力分布、局部流动等流场信息。（3）船型评估：根据CFD数值模拟的流场信息，对船型进行阻力等水动力性能评估。（4）船型变换：分析、比较不同船型设计参数以及不同设计参数的组合对于水动力性能的影响，并采用合理的优化算法适当的调节设计参数。基金项目：国家自然科学基金重点项目(No：51039006)；国家自然科学基金项目（51179143）；国家自然---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---以减少航运业每单位运输的二氧化碳排放量。EEDI的实行对船型优化提出了新的要求。分别如下：科学基金项目（51279147）；高等学校博士学科点专项科研基金（20100143110010）作者简介：张恒（1988-），男，硕士研究生，主要研究方向：船舶流体力学、船型优化通信联系人：冯佰威（1974-），男，副教授，主要研究方向：船舶多学科优化设计研究.E-mail:fengbaiwei@126.com-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---图1基于CAD/CFD的船体型线优化框架455055601.基于FRIENDSHIP的船体型线参数化建模船型参数化设计为水动力性能的优化提供了船型生成与变换的工具，为快速、高效开发[3]须要保证每次变换出来的船型是光顺且过渡均匀的。FRIENDSHIP是一款基于特征参数建模的CAD软件。该软件构造曲面的机理如图2：图2参数化建模机理首先需要对整船的几何特点进行分析，确定全局特征参数和局部特征参数；然后根据已知信息及特征参数生成船型的特征曲线；再编写宏命令用以描述特征横剖线，在此基础上使[4]1.1全船特征参数1.1.1横剖面面积曲线横剖面面积曲线是以船长为横坐标，设计水线以下各站横剖面积为纵坐标所绘制的一条[5]行中体长度等。图3典型横剖面面积曲线横剖面面积曲线处提取的特征参数见表1：表1横剖面面积曲线主要参数---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---变量名变量变...