一、穿浪双体船加装组合附体优化设计（论文文献综述）
王富超[1]（2021）在《加装组合附体的穿浪双体船阻力和耐波性能分析》文中认为
贺妍[2]（2021）在《基于CFD的穿浪双体船水动力性能分析》文中认为本文研究主要预测了穿浪双体船模型船静水拖曳阻力,以及穿浪双体船在规则波中迎浪航行时的纵摇、垂荡、波浪中受到的阻力,并根据一定的换算关系,预测出实船数据,与已有的实船数据进行对比分析。针对模型船进行优化分析,对模型船添加不同尺寸（1mm、3mm、5mm）的尾插板。并从中选取阻力性能和耐波性都比较良好的最佳尺寸。本文通过Rhino软件建立船舶三维模型,并且利用STAR-CCM+软件对穿浪双体船模型船的静水拖曳阻力进行预测,所得数据摇通过一定的换算得到实船数据,之后与现有实验数据进行分析对比,误差要控制在一定范围内,以便为船舶阻力优化设计提供比较可信的参考。在预测船舶耐波性时,同样也需要一定的换算得到实船数据,再与现有实验数据进行对比分析。不规则波预测方面主要采用谱分析法,预测穿浪双体船模型船航速为3.72m/s,即实船航速为28节时,在不规则波下中的运动性能,本文主要预测了3级、4级、5级浪级下船舶的运动。在优化方面,主要针对模型船进行研究,研究发现,在阻力方面,1mm、3mm尾插板优化效果较好,5mm尾插板在个别速度下,会产生低头力矩,阻碍船舶前进。在耐波性方面,本文仅研究了模型船速度3.72m/s的运动状态,尾插板对船舶垂荡影响更加明显,优化效果较好的是1mm、3mm尾插板。同时,综合考虑同样速度下的船舶阻力,3mm尾插板无论在静水拖曳阻力方面,还是迎浪航行船舶产生的纵摇、垂荡方面都有较好的表现。
高天敏[3]（2020）在《双体风电运维船尾下沉与阻力及耐波性综合研究》文中研究表明近年来,世界范围内清洁能源的发展尤为迅猛,众多风电强国的海上风电场规模在不断扩大。因此,海上风电场对风电运维船的需求持续加大,对风电运维船的快速性能和耐波性能的要求越来越高。本文以双体风电运维船在潮间带（浅海）航行过程中的尾部下沉为基点,从减少双体船尾部下沉量的角度出发,通过对双体船的尾部抗扭箱进行改型设计、加装尾压浪板的方法,进一步提升双体风电运维船的适航性以及整体水动力性能。本文借助于双体风电运维船（基本船型）,利用数值仿真软件STAR-CCM+,探索并验证了双体船尾下沉和静水阻力数值仿真方法。本文在基本船型的基础上,将基本船型尾部抗扭箱参数进行调整,形成尾抗扭箱单一方案。同时,参照相关文献在双体风电运维船片体尾部加装尾压浪板,形成尾压浪板单一方案。再采用尾压浪板方案与尾抗扭箱方案相结合的方式,最终确立了包括基本船型在内的12个改型方案,并运用船舶设计软件NAPA进行建模。本文验证了基于数值仿真软件STAR-CCM+的双体风电运维船仿真方法的准确性和可靠性。运用STAR-CCM+及相关数值仿真方法对12个改型方案进行数值仿真,分别计算了基本船型和各个改型方案在不同速度下的静水阻力、纵倾、尾下沉、波浪增阻、纵摇运动响应和垂荡运动响应,并对计算结果进行分析。本文基于CFD数值仿真计算结果,建立加权TOPSIS的系统综合评价模型。先后从主观赋权和客观赋权两个层面,分别采用层次分析法和熵权法来确定各自相应的权重,再用两种不同赋权法得出的矩阵进行复合,得到加权评价矩阵,最终通过相应计算获得双体风电运维船优选方案。本文的研究为双体风电运维船尾下沉的改善和阻力与耐波性的相关综合研究提供了一定的参考。
高志旺[4]（2020）在《鳍状大球鼻复合型船艏减阻减摇机理研究》文中指出DDG1000是着名的美国朱姆沃尔特驱逐舰,船长为600英尺,型宽为80.7英尺,设计吃水为27.6英尺,航速为30节,军舰的快速性和耐波性是其生命力和战斗力的表现,为了提升DDG1000的水动力性能,首先把穿浪艏改为垂直艏并添加了球鼻艏,具有改善船舶快速性和耐波性的效果。在此基础上,对改进后的DDG1000按照缩尺比1:70进行船体参数化建模,进行船型优化和安装组合附体,进一步改善船舶的快速性和耐波性性能。具体工作内容如下:首先,根据船型特征参数和特征参数曲线对船体阻力性能的影响,利用CAESES软件建立完全参数化船体模型,并用FINE/Marine软件进行水动力性能计算,并与试验结果进行比较,验证了数值模拟结果的可靠性。其次,对船型进行优化时为了提高寻优搜索的精度和速度,提出了组合优化策略,并比较两种组合优化算法的优缺点。以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为船体的排水量保持不变。利用两种组合优化算法进行船型优化,在生成船体模型个数相同的基础上,计算消耗时间相差不多,生成的船体模型阻力第一组最优,其中第二组优化算法阻力值结果集中趋于某一个值,陷入局部最优解中,第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合,比第二组Sobol算法和Tangent Search Method算法组合具有较大优势。船型优化后比优化前的总阻力减少14.89%,摩擦阻力减少0.43%,剩余阻力减少36.9%。在规则波条件下,优化后的波浪增阻减少,船体的升沉与纵摇也得到改善,在一定的波长范围内,船体的升沉与纵摇改善效果明显,优化后的船型在规则波条件下运动响应得到改善,则不需要继续进行优化。船型优化后球鼻艏发生了显着变化,球鼻艏变为抬艏型球鼻艏,球鼻艏的长度和宽度变化,小于球鼻艏高度变化对船体阻力的影响。然后,在优化后船型的基础上,把抬艏型球鼻艏变为鸭舌型球鼻艏,选用第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合进行鸭舌型球鼻艏的优化,在对鸭舌型球鼻艏进行优化时,鸭舌型球鼻艏形式与船型优化后的球鼻艏差别较大,无法满足与优化后的船型排水量保持一致,因此,进行鸭舌型球鼻艏优化时,以设计航速2.02m/s时单位排水量阻力为优化目标,约束条件为船舶总长变化量小于3%,并把优化前和优化后的船体阻力转换成单位排水量阻力,与鸭舌型球鼻艏船体阻力进行对比。添加鸭舌型球鼻艏后,在速度为2.02m/s时,单位排水量总阻力为0.251,比优化前单位排水量总阻力增加5.5%,比优化后增加24.3%;在速度为1.77m/s时,单位排水量总阻力为0.183,比优化前减少2.7%,比优化后增加9.6%。船型优化后添加鸭舌型球鼻艏阻力增加,说明此船型不适合添加鸭舌型球鼻艏。最终,在优化后船型的基础上,首先添加尾压浪板,利用第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合进行尾压浪板的优化,以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为不超过排水量的2%,把尾压浪板的长度、厚度与安装角度作为设计变量,进行尾压浪板的优化,当尾压浪板长度为0.0354m时,厚度为0.006m时,安装角度为-6.875°时总阻力最小。安装尾压浪板后总阻力比优化前减少16.99%,比优化后减少2.5%,摩擦阻力比优化后减少0.14%,剩余阻力减少8.1%。表明尾压浪板可以改善尾部流场,通过减少粘压阻力从而减少剩余阻力,安装尾压浪板对摩擦阻力几乎没有影响。在船体安装尾压浪板的基础上,在船艏部位安装水翼和在球鼻艏上安装三角形侧鳍,选用相同的优化算法进行优化,以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为不超过排水量的3.5%,结果表明安装完水翼和三角形侧鳍后引起船体总阻力的增加,并不能改善船体阻力。在规则波条件下,安装尾压浪板、鳍与水翼附体后,波浪增阻增大,当λ/L超过0.9时,波浪增阻小于优化后,安装附体后船体的升沉与纵摇得到改善,在一定波长范围内,船体安装尾压浪板、鳍与水翼附体后在规则波条件水动力性能得到改善。
戴小康[5]（2020）在《高速多体船的鲁棒纵向减摇控制》文中认为高速多体船采用流线型支柱对排水体和主体部分进行连接,不仅具有甲板面积宽敞的优点,并且具有航行阻力小、耐波性好、机动性、运载能力强、横向稳定性好等优势,因而成为各国船舶制造行业广泛关注的研究对象。但是,高速多体船的垂向稳定性较差,在海上高速航行时易受到随机风、浪、流的干扰,导致升沉和纵摇运动幅度过大,严重影响多体船的适航性。因此,设计有效的高速多体船减纵摇控制具有重要理论价值和实际意义。高速多体船减摇通过安装T型翼和压浪板两种减摇附体来减少升沉和纵摇运动幅度,但是多体船的升沉和纵摇运动模型存在强耦合、模型参数存在不确定性,并且减摇附体T型翼和压浪板有严格的输入约束,目前单一的减摇控制方法效果欠佳。本论文从高速多体船减摇的强耦合、不确定性、输入约束三方面问题展开研究,其主要内容如下:（1）建立多体船的船体坐标系,基于刚体动量定理和动量矩定理建立垂向运动模型;研究T型翼与压浪板对多体船产生的作用力,对高速航行时受到的海浪扰动进行建模,得到作用于多体船的随机海浪干扰;采用CFD方法更快、更准确求解水动力参数。（2）针对高速多体船的升沉和纵摇运动存在强耦合、参数不确定性的问题,提出一种解耦的鲁棒纵向减摇控制方法。建立由T型翼和压浪板作为减摇附体的多体船模型,通过数学变换将其转化为解耦的纵摇和升沉的控制模型,以及时变耦合项。采用比例-微分方法和等效最小噪声带宽设计了解耦的纵摇和升沉控制器,简化了控制复杂度。在此基础上,将时变耦合项作为系统不确定性,设计扩张观测器进行在线估计和补偿。最后,将综合的总控制量通过减摇附体控制分配矩阵得到T型翼和压浪板的攻角,基于李亚普诺夫稳定性理论证明闭环系统的稳定性。通过仿真和试验验证所提算法的有效性,升沉减少20%-35%,纵摇减少40%-50%。（3）针对高速多体船纵摇和升沉运动存在强耦合,以及减摇附体T型翼和压浪板有严格的输入约束问题,提出一种基于有限时间观测器的预测控制减摇方法。设计有限时间扩张观测器在线快速估计纵摇和升沉的时变耦合项,以及纵摇和升沉状态量,给出了有限时间观测器收敛的理论证明。针对解耦的时变纵摇和升沉的运动模型,提出单步预测控制获得自适应控制量,提高系统的减摇性能,保证减摇附体满足约束。（4）为进一步提高预测控制减摇的实时性,提出一种随机显式预测控制减摇方法。建立高速多体船的随机运动模型,通过卡尔曼滤波的预测估计将多体船的纵摇/升沉状态的随机预测模型转化为状态均值的预测模型。为了减少预测控制在线优化计算量提高实时性,提出了离线设计与在线查询的相结合的显式预测控制,并基于Lyapunov理论分析闭环系统的输入状态稳定。通过仿真验证所提方法的有效性,研究结果表明纵摇减少50%,升沉减少35%,明显改善了多体船的纵向运动性能。
孙一方,宗智,姜宜辰[6]（2020）在《船舶在波浪上纵向运动与控制研究综述》文中研究表明[目的]随着全球经济和科技的发展,智能化是船舶发展的必然趋势。将自动控制用于船舶航态控制系统以达到改善其水动力性能的目的是当前的研究热点。[方法]首先综述国内外关于船舶运动算法的研究,然后介绍附体减摇系统控制信号的研究,在此基础上进一步总结基于运动计算结果的附体控制方法的发展,最后介绍关于纵向减摇模型试验的发展现状。[结果]分析表明:引入主动控制程序后减摇附体可以减少纵向运动响应多达60%,比被动控制下的减摇效果提升20%以上;理论上采用基于鲁棒控制和预测控制的主动控制系统的减摇效果要好于传统PID控制系统,但是由于PID系统具有简单直接的优点,模型试验研究还是基于PID控制为主。[结论]因此,在实际应用中将鲁棒控制或预测控制引入附体控制系统是智能船舶研究的重要发展方向之一。
于婧睿[7]（2020）在《高速双体船纵向减摇控制方法研究》文中研究表明随着高性能船舶在各个领域的应用越来越广泛,人们对船舶在海洋中航行的稳定、舒适及安全程度的要求也越来越高。由于双体船相比于常规单体船具有明显的优点,具有较小的兴波阻力,因此,其日益成为国内外高性能船舶的重要研究对象。但是,船体纵向运动的强度也在其高速航行的过程中逐渐增大,这极大可能会对船员乘客以及船上的精密设备造成负面影响,同时,也制约了它的发展。因此,对高速双体船纵向减摇的研究意义重大。本文以高速双体船为模型,首先给出了双体船的运动和受力模型,以减摇组合附体T型水翼和艉压浪板为切入点,分析了减摇附体攻角与升力的关系,在讨论组合附体布局安装时,遗传算法起到辅助寻优下一代的作用,得到了T型水翼和艉压浪板综合结构布局,并且减摇附体可以有效降低纵向运动响应,为接下来加入控制器的研究建立基础。本文将重点介绍纵向运动控制器的设计过程与仿真实现,通过对控制方法改进和优化,建立一个相对完善的双体船纵向运动稳定控制系统。首先,对双体船纵向减摇系统设计了多变量解耦自抗扰控制器,然后进行参数值整定,使用simulink模块建立仿真,通过与PID的对比,经典自抗扰下的高速双体船系统纵向运动的响应更小,整个系统抗干扰的性能更强,体现了其相较于传统PID控制的优越性。然后,由于自抗扰控制器需要设定的参数较多,给实际操作整定增添难度,而模糊控制能对参数最佳估计,具有自适应推理能力,故设计了模糊自抗扰控制器,不仅利用了后者的抗扰能力,还利用模糊控制的优点即时修改控制律的相关参数,增强了自适应能力,同时有效降低船舶纵向运动响应。最后,为了提升经典自抗扰控制在高海况下的抗扰能力,结合滑模控制的优点,通过对状态扩张观测器和非线性状态误差反馈律的“变结构”化,对控制算法进行改进,设计了变结构自抗扰控制器。对其进行仿真,与经典自抗扰控制对比,证明经过改进的控制器抗扰能力更佳,系统性能更稳定,减摇效果更好。
李鹏[8]（2019）在《新式减阻附体对高速船舶阻力性能影响的数值研究》文中进行了进一步梳理随着世界经济的不断发展,各国贸易对船舶的需求越来越高,然而世界能源也面临严重短缺,所以船舶节能附体的应用势在必行。船舶节能附体是在不改变已有船型的基础上,安装在船舶船首、船尾或船中的能改善船体周围流场的一种构件。船舶附体通常有结构简单,尺寸小,安装方便等特点,而且在改善船舶阻力性能和操纵性等方面有着不可代替的作用,对于高速船有很高的应用价值。随着CFD技术的不断发展,采用CFD数值仿真方法预报船舶水动力性能在船舶行业越来越受欢迎。本文基于STAR-CCM+仿真软件对Model5b数值船模加装减阻附体进行数值研究,并提出了一种减阻效果优良的减阻附体新形式。本文研究的主要内容包括:（1）重点研究了导流槽与阻流板组合加装在尾压浪板上后对高速船阻力性能的影响。本部分以加装在高速船上的常用压浪板为基础,针对尾压浪板、阻流板与导流槽的组合加装进行了数值模拟,并且进一步分析出尾压浪板、阻流板、导流槽各参数对高速船舶阻力性能的影响规律,最后结合仿真结果得到了一种减阻性能更加优良的新形式减阻附体。（2）以加装新式减阻附体船模为主要研究对象,运用STAR-CCM+仿真软件进行静水阻力仿真计算。本部分先后计算了Model5b裸船、加装常规板船、加装新式减阻附体船在不同航速下的静水阻力性能,并对比了三者在同一工况下的阻力大小情况,得出了新式减阻附体减阻性能更加优良的结论。最后针对减阻附体的减阻机理,分析了常规板与新式减阻附体对船舶剩余阻力的影响结果。（3）利用CFD数值仿真软件并结合重叠网格方法对加装新式减阻附体船模在规则波中航行进行数值仿真。通过建立三维数值波浪水池,采用入口处直接造波方法与人工阻尼消波技术,成功模拟了五组不同波长的波浪生成与传播,并分别计算了Model5b裸船、加装常规板船、加装新式减阻附体船在不同波长与不同船速工况下的阻力性能及运动响应。最后分别对比了裸船、加装常规板船、加装新式减阻附体船在同一工况下的阻力性能、垂荡与纵摇,从而进一步验证了新式减阻附体不但减阻效果更加优良,还具有改善船舶尾倾的作用。
蔡鹏飞[9]（2019）在《带有尾板的穿浪双体船姿态控制研究》文中研究表明近几十年来,飞速发展的现代科学技术为船舶这一传统海上交通工具带来了新的变革。作为近现代船舶领域备受关注的高新船型,穿浪双体船（Wave Piercing Catamaran）以其高航速和技术先进而着称。其良好的耐波性、稳定性和快速性为海上运输、资源开发以及海洋军事竞争带来了巨大的便利。然而,由于WPC自身结构（其片体呈瘦削线型）的原因,在高航速和某些恶劣海况下其纵向运动的稳定性较差,容易造成砰击、甲板上浪、失速等不利影响。同时,其受波浪作用产生的高频震颤和垂向加速度极易使船上乘客出现疲劳和不适。因此,减小WPC的纵向运动,提高乘船舒适率对船舶发展具有重要的意义。本文研究的目的是针对安装于船尾的控制水翼（纵倾调整尾板）,采取适当的控制措施设计控制器来平衡海浪干扰,从而改善穿浪船的纵向运动性能。论文首先对穿浪双体船和综合姿态控制系统出现的历史背景、研究意义和研究现状做出了简要概述。据此,选定本文的研究对象为带有尾板的穿浪船。其次,在仅考虑海浪干扰的情况下,根据牛顿运动学理论,建立穿浪船在波浪中的运动方程并解耦得到研究所关注的垂荡-纵摇二自由度模型。考虑相关条件的限制,为了简便快捷的求解运动模型中的水动力参数,可以通过CFD软件（Maxsurf）对研究对象进行耐波性仿真。对仿真数据进行分析,通过找主导频率点的方法确定最终所用到的个参数。同时,运用线性叠加理论得到海浪干扰模型。随后,对尾板在所选流场条件下进行Fluent仿真研究,得到尾板升力与攻角的对应关系,从而确定尾板的升力系数。在得到穿浪船模型的基础上,完成尾板升力/力矩建模,最终得到带尾板的穿浪双体船的纵向二自由度空间状态模型,并根据文中所选取的具体穿浪船完成PID控制器作用下的系统仿真。最后,针对传统PID控制器存在的缺限,采用两种不同的控制措施（线性二次高斯算法及模型预测算法）设计综合姿态控制器。在Matlab/Simulink中完成仿真研究,对仿真结果进行统计分析,验证了两种控制器驱动下的尾板良好的减摇效果。并比较两种控制器下减摇效果的差异,分析造成该差异的原因。
陈怀远[10]（2019）在《船舶压浪板设计优化及应用》文中进行了进一步梳理船舶是世界能源的重要搬运工,航运市场价值实现的载体,同时也是重度能源依赖型机械,船舶节能已经涉及到船舶制造过程的每一个环节。但是,面对当今低迷的海运市场,新造船数量在逐年递减,对现代船舶的减阻节能研究成为一大热点。目前有众多减阻方法应用在船舶上,比如肋条减阻法、气幕减阻法、气泡减阻法和高分子聚合物添加剂减阻法等等,其中技术难度不一,有的改变船舶航行状态,有的在船体增加物质或者附体结构,最终达到减阻节能的效果。首先借鉴滑行艇中常用的减阻附体——压浪板,对其作了一系列的研究,提出了多种不同压浪板形式,依托目前阻力预报应用较广的数值模拟仿真技术,利用CFD商用软件STAR-CCM+分别进行数值模拟分析。首先通过KCS标准船型的数值模拟验证计算软件和相关方法的可行性和精确度,然后探讨了不同形式的压浪板在不同尺度参数下对船舶阻力性能的影响。然后对船舶的快速性能有较高要求的消防船船型为压浪板的安装载体,在数值仿真过程中对压浪板的形状进行优选,并针对最优形状的相关尺度参数（包括长度、宽度和角度）进行优化分析,得到减阻率最高的最优压浪板,并对其减阻机理和减阻效果进行了较为详细的剖析,接着简要探究了最优压浪板与双尾鳍共同作用下对船舶航行阻力性能的影响,并取得了较好的减阻效果。最后利用STAR-CCM+,对船舶航行时的阻力进行准确预报,在一系列压浪板作用效果的研究过程中,得到了加装不同形式压浪板后船舶阻力性能的规律性变化,该规律对中高速船舶安装压浪板后的阻力预报具有通用的指导意义和借鉴作用以及较高的工程应用价值。
二、穿浪双体船加装组合附体优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、穿浪双体船加装组合附体优化设计（论文提纲范文）
（2）基于CFD的穿浪双体船水动力性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 穿浪双体船的发展 |
| 1.3 研究意义及现状 |
| 1.3.1 阻力研究意义及现状 |
| 1.3.2 耐波性研究意义及现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 CFD数值模拟基本理论 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 壁面函数 |
| 2.4 VOF法捕捉自由液面 |
| 2.5 重叠网格技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 船舶静水阻力数值模拟 |
| 3.1 模型的建立 |
| 3.2 网格划分和初始条件设置 |
| 3.2.1 流域网格划分 |
| 3.2.2 初始条件设置 |
| 3.3 阻力预测值与实验值对比分析 |
| 3.4 模型船阻力的优化 |
| 3.4.1 1mm尾插板阻力预测 |
| 3.4.2 3mm尾插板阻力预测 |
| 3.4.3 5mm尾插板阻力预测 |
| 3.4.4 阻力优化总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 船舶在规则波中耐波性数值模拟 |
| 4.1 网格划分和初始条件设置 |
| 4.1.1 流域网格划分 |
| 4.1.2 初始条件设置 |
| 4.2 数值造波与消波 |
| 4.3 耐波性数值预测 |
| 4.3.1 纵摇运动响应曲线对比 |
| 4.3.2 垂荡运动响应曲线对比 |
| 4.3.3 无因次阻力增加系数响应曲线对比 |
| 4.3.4 耐波性误差分析 |
| 4.4 模型船耐波性优化 |
| 4.4.1 静水阻力对比分析 |
| 4.4.2 1mm尾插板耐波性预测 |
| 4.4.3 3mm尾插板耐波性预测 |
| 4.4.4 5mm尾插板耐波性预测 |
| 4.4.5 耐波性优化总结 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 船舶在不规则波中耐波性估算 |
| 5.1 不规则波的研究 |
| 5.1.1 海浪谱的选择 |
| 5.1.2 运动谱的计算 |
| 5.1.3 遭遇频率的计算 |
| 5.1.4 摇荡预报过程 |
| 5.2 不规则波中船舶运动性能预测 |
| 5.2.1 3级浪级下耐波性预测 |
| 5.2.2 4级浪级下耐波性预测 |
| 5.2.3 5级浪级下耐波性预测 |
| 5.2.4 不规则波耐波性总结 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）双体风电运维船尾下沉与阻力及耐波性综合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的理论意义和实用价值 |
| 1.1.1 国内外海上风电场及运维船的发展情况 |
| 1.1.2 选题的意义和价值 |
| 1.2 本课题在国内、外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 船舶尾下沉的研究现状 |
| 1.2.2 船舶阻力仿真的研究现状 |
| 1.2.3 船舶耐波性的研究现状 |
| 1.2.4 综合评价的研究现状 |
| 1.3 课题研究内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 CFD数值仿真与耐波性研究基本理论 |
| 2.1 CFD数值仿真理论 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 自由液面的数值模拟 |
| 2.1.4 控制方程的离散与求解 |
| 2.1.5 网格的划分 |
| 2.2 船舶耐波性理论 |
| 2.2.1 船舶的运动与坐标系的选取 |
| 2.2.2 船舶在规则波中的运动响应 |
| 2.2.3 船舶的波浪增阻 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双体船尾下沉与静水阻力数值仿真方法研究 |
| 3.1 基本船型及其模型建立 |
| 3.1.1 基本船型简述 |
| 3.1.2 基本船型几何模型的建立 |
| 3.2 双体船尾下沉与静水阻力数值仿真方法研究 |
| 3.2.1 计算域与网格划分 |
| 3.2.2 边界条件与参数设置 |
| 3.2.3 数值计算结果与验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 双体风电运维船阻力和耐波性能数值计算研究 |
| 4.1 双体风电运维船尾压浪板与尾抗扭箱方案 |
| 4.1.1 尾压浪板方案 |
| 4.1.2 尾抗扭箱方案 |
| 4.1.3 尾压浪板与尾抗扭箱组合方案 |
| 4.2 双体风电运维船静水阻力及尾下沉数值计算研究 |
| 4.2.1 数值仿真计算 |
| 4.2.2 各方案静水阻力数值仿真计算结果及分析 |
| 4.3 双体风电运维船迎浪增阻与运动数值计算研究 |
| 4.3.1 数值仿真计算 |
| 4.3.2 各方案对波浪增阻的影响 |
| 4.3.3 各方案对纵摇运动响应的影响 |
| 4.3.4 各方案对垂荡运动响应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双体风电运维船方案综合评价及优选 |
| 5.1 船舶设计方案综合评价 |
| 5.1.1 综合评价及优选方法 |
| 5.1.2 综合评价及优选流程 |
| 5.2 基于加权TOPSIS的综合评价模型 |
| 5.2.1 确定评价指标复合权重 |
| 5.2.2 构建加权评价矩阵 |
| 5.2.3 欧式距离的确定 |
| 5.3 双体风电运维船方案优选 |
| 5.3.1 确定方案评价指标复合权重 |
| 5.3.2 相对接近度计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 研究工作总结 |
| 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 各方案静水中以服务航速航行时的波形图 |
| 附录2 基本船型在规则波中迎浪航行流场情况 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）鳍状大球鼻复合型船艏减阻减摇机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 船型优化国内外研究现状 |
| 1.2.2 水翼国内外研究现状 |
| 1.2.3 减摇鳍国内外研究现状 |
| 1.2.4 尾压浪板国内外研究现状 |
| 1.2.5 其他组合附体形式对船舶水动力性能影响研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 DDG1000船体参数化建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CAESES软件介绍 |
| 2.2.1 CAD完全参数化建模 |
| 2.2.2 外部CFD软件耦合连接 |
| 2.2.3 丰富的优化算法 |
| 2.2.4 自编程功能 |
| 2.3 DDG1000全参数化建模 |
| 2.3.1 特征参数和特征曲线分析 |
| 2.3.2 船体中部参数化建模 |
| 2.3.3 球鼻艏参数化建模 |
| 2.3.4 船体前部参数化建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 船舶水动力性能CFD计算和试验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算流体动力学原理 |
| 3.3 数值计算方法 |
| 3.3.1 连续性方程 |
| 3.3.2 湍流模型 |
| 3.3.3 数值离散方法 |
| 3.3.4 自由液面捕捉法 |
| 3.4 边界条件 |
| 3.4.1 入口边界条件 |
| 3.4.2 出口边界条件 |
| 3.4.3 固壁边界条件 |
| 3.4.4 自由液面条件 |
| 3.4.5 初始条件 |
| 3.5 DDG1000网格划分与数值求解 |
| 3.6 船模试验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 船型优化与球鼻艏改型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 优化算法 |
| 4.2.1 切线搜索法 |
| 4.2.2 Sobol Method |
| 4.2.3 NSGA—II Method |
| 4.3 船型优化 |
| 4.3.1 设计变量的选择 |
| 4.3.2 约束条件的选择 |
| 4.3.4 优化目标的选择 |
| 4.4 船型优化结果分析 |
| 4.4.1 组合优化算法结果分析 |
| 4.4.2 设计变量变化分析 |
| 4.4.3 阻力结果对比分析 |
| 4.5 鸭舌型球鼻艏 |
| 4.5.1 鸭舌型球鼻艏的建模 |
| 4.5.2 鸭舌型球鼻艏优化 |
| 4.5.3 阻力结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 附体参数的敏感性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 尾压浪板参数化建模 |
| 5.3 尾压浪板优化结果分析 |
| 5.4 减摇鳍与水翼的参数化建模 |
| 5.4.1 减摇鳍参数化建模 |
| 5.4.2 水翼参数化建模 |
| 5.5 减摇鳍和水翼优化结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）高速多体船的鲁棒纵向减摇控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 多体船国内外研究现状 |
| 1.3 多体船减纵摇发展现状 |
| 1.3.1 减摇附体研究 |
| 1.3.2 减摇控制研究 |
| 1.4 本文的主要内容和章节安排 |
| 第二章 高速多体船的垂向运动建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系的建立 |
| 2.3 垂向运动方程的建立 |
| 2.3.1 船体所产生的力 |
| 2.3.2 T型翼产生的作用力 |
| 2.3.3 压浪板产生的作用力 |
| 2.4 高速多体船垂向运动控制模型 |
| 2.4.1 随机海浪扰动力建模分析 |
| 2.4.2 水动力参数分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于扩张状态观测器的多体船PD减摇控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扩张状态观测器 |
| 3.3 解耦的多体船运动控制模型 |
| 3.4 PD控制器设计 |
| 3.5 解耦升沉和纵摇通道的扩张状态观测器 |
| 3.6 解耦纵摇和升沉通道的控制器设计 |
| 3.7 基于等效噪声带宽的PD控制参数设计 |
| 3.8 仿真与实验 |
| 3.8.1 仿真分析 |
| 3.8.2 实验验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 带有扩张状态观测器的多体船减摇预测控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型预测控制 |
| 4.2.1 模型预测控制原理 |
| 4.2.2 LMI的基本原理 |
| 4.2.3 离散系统的模型预测控制 |
| 4.3 解耦的多体船运动控制模型 |
| 4.4 有限时间扩张状态观测器 |
| 4.5 预测控制器设计 |
| 4.5.1 基本控制量 |
| 4.5.2 综合虚拟控制量 |
| 4.6 仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 多体船的显式随机预测减摇控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 显式预测控制 |
| 5.3 多体船的随机预测控制 |
| 5.4 多体船的显式模型预测控制 |
| 5.4.1 多参数二次规划求解方法 |
| 5.4.2 显式预测控制的输入状态稳定 |
| 5.5 仿真分析 |
| 5.6 实验验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
（7）高速双体船纵向减摇控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 双体船研究现状 |
| 1.2.2 减摇附体研究现状 |
| 1.2.3 船舶减摇问题研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 高速双体船纵向减摇系统数学模型 |
| 2.1 随机海浪建模 |
| 2.2 高速双体船纵向运动数学模型 |
| 2.2.1 双体船纵向运动微分方程 |
| 2.2.2 双体船受力与运动模型 |
| 2.3 减摇附体工作原理 |
| 2.3.1 T型翼工作原理 |
| 2.3.2 压浪板工作原理 |
| 2.4 减摇附体受力分析 |
| 2.5 基于GA的减摇附体优化设计研究 |
| 2.5.1 所选方法思想概述 |
| 2.5.2 具体工作流程 |
| 2.5.3 优化结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 典型自抗扰控制器设计及仿真 |
| 3.1 传统PID原理及优缺点 |
| 3.2 经典ADRC控制 |
| 3.2.1 跟踪微分器(TD) |
| 3.2.2 扩张状态观测器(ESO) |
| 3.2.3 非线性状态误差反馈控制律(NLSEF) |
| 3.3 基于ADRC的双体船纵向减摇控制 |
| 3.3.1 多变量系统的解耦设计 |
| 3.3.2 ADRC参数整定 |
| 3.3.3 仿真分析 |
| 3.4 PID与 ADRC纵向减摇控制效果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于模糊控制的ADRC控制器设计及仿真 |
| 4.1 模糊控制算法 |
| 4.1.1 模糊控制原理及结构 |
| 4.1.2 模糊控制器的设计 |
| 4.2 模糊自抗扰控制算法原理与结构 |
| 4.3 模糊自抗扰控制器设计与参数整定 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.5 减摇效果评价函数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于变结构原理改进的ADRC控制器设计及仿真 |
| 5.1 滑模控制原理简介 |
| 5.1.1 滑模控制概念和特性 |
| 5.1.2 滑模控制的抖振问题 |
| 5.1.3 传统终端滑模控制 |
| 5.1.4 非奇异终端滑模控制 |
| 5.2 滑模变结构自抗扰(VSC-ADRC)控制器设计 |
| 5.2.1 变结构扩张状态观测器(VSC-ESO)设计 |
| 5.2.2 变结构非线性状态误差反馈控制律(VSC-NLSEF)设计 |
| 5.3 基于VSC-ADRC的高速双体船纵向减摇系统的搭建 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）新式减阻附体对高速船舶阻力性能影响的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高速船阻力性能的研究现状 |
| 1.2.2 高速船减阻附体的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 船舶CFD的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFD基本理论 |
| 2.2.1 控制方程与湍流模型 |
| 2.2.2 自由液面理论 |
| 2.2.3 网格划分 |
| 2.2.4 边界条件处理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 新式减阻附体的提出及影响因素分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静水中数值方法验证 |
| 3.2.1 几何模型与网格划分 |
| 3.2.2 数值计算结果 |
| 3.3 新式减阻附体的提出 |
| 3.3.1 常规压浪板的静水阻力分析 |
| 3.3.2 压浪板面板形状的影响 |
| 3.3.3 压浪板与导流槽组合的影响 |
| 3.3.4 压浪板与阻流板组合的影响 |
| 3.3.5 压浪板、阻流板、导流槽组合的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 新式减阻附体对不同航速高速船静水阻力的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算域与网格划分 |
| 4.2.1 计算域及边界条件 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.3 静水仿真计算结果与分析 |
| 4.3.1 总阻力计算结果与分析 |
| 4.3.2 剩余阻力计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 新式减阻附体对规则波中高速船阻力性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值波浪水池的建立 |
| 5.2.1 数值造波与消波 |
| 5.2.2 波浪的模拟与分析 |
| 5.3 规则波中数值方法验证 |
| 5.3.1 重叠网格技术 |
| 5.3.2 数值验证结果 |
| 5.4 规则波中不同航速高速船阻力性能计算 |
| 5.4.1 总阻力计算结果 |
| 5.4.2 摩擦阻力与剩余阻力计算结果 |
| 5.5 不同波长下高速船阻力性能分析 |
| 5.5.1 总阻力数据分析 |
| 5.5.2 高速船尾部流场分析 |
| 5.6 不同波长下高速船航行姿态预报 |
| 5.6.1 船舶运动坐标系 |
| 5.6.2 船舶自由运动方程 |
| 5.6.3 规则波中高速船航行姿态分析 |
| 5.7 不同波长下高速船波浪增阻预报 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 不同航速下船底压力分布图 |
| 附录2 波高时间历程图 |
| 附录3 船模迎浪航行自由液面图 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（9）带有尾板的穿浪双体船姿态控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、目的和意义 |
| 1.2 穿浪双体船发展简史 |
| 1.3 船舶姿态控制系统概述 |
| 1.4 控制水翼研究现状 |
| 1.5 论文研究内容 |
| 第2章 穿浪船数学模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶运动建模 |
| 2.2.1 船舶动力学描述 |
| 2.2.2 参考坐标系 |
| 2.2.3 船舶纵向运动模型 |
| 2.3 海浪建模 |
| 2.3.1 平面进行波 |
| 2.3.2 随机海浪与海浪谱 |
| 2.3.3 随机海浪实时仿真 |
| 2.3.4 纵向运动切片理论 |
| 2.4 基于Maxsurf的耐波性仿真 |
| 2.4.1 水动力系数计算 |
| 2.4.2 海浪干扰力/力矩仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 尾板建模及控制系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 尾板水动力分析 |
| 3.2.1 尾板水动力特性 |
| 3.2.2 尾板升力系数修正 |
| 3.2.3 尾板水动力仿真求解 |
| 3.3 纵向控制系统及其稳定性分析 |
| 3.4 常规PID控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 纵向运动控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 线性二次最优控制 |
| 4.2.1 最优控制数学描述 |
| 4.2.2 线性二次最优问题及其解答 |
| 4.2.3 线性二次型最优控制加权矩阵的设置准则 |
| 4.2.4 连续时不变系统的Kalman滤波器 |
| 4.2.5 LQG控制器设计 |
| 4.2.6 仿真结果 |
| 4.3 预测控制的基本原理 |
| 4.3.1 基于状态空间模型的预测控制 |
| 4.3.2 模型预测控制系统仿真 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）船舶压浪板设计优化及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 压浪板的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 2 CFD数值模拟相关理论 |
| 2.1 流体运动的控制方程 |
| 2.2 控制方程的离散方法 |
| 2.3 网格划分理论 |
| 2.4 湍流数值模拟 |
| 2.4.1 直接数值模拟 |
| 2.4.2 雷诺平均模拟 |
| 2.4.3 大涡数值模拟 |
| 2.5 VOF两相流模型 |
| 2.5.1 欧拉法 |
| 2.5.2 界面捕捉两相VOF |
| 2.6 边界条件 |
| 2.6.1 壁面边界条件 |
| 2.6.2 入口边界条件 |
| 2.6.3 出口边界条件 |
| 2.6.4 对称边界条件 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 船舶阻力性能计算 |
| 3.1 KCS船阻力计算验证 |
| 3.2 船舶建模 |
| 3.2.1 船体几何建模 |
| 3.2.2 流域建立 |
| 3.3 网格划分 |
| 3.4 阻力性能计算 |
| 3.4.1 数值模拟阻力计算 |
| 3.4.2 数值模拟验证 1957 ITTC公式 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 压浪板形状及尺寸参数对船舶阻力性能的影响 |
| 4.1 压浪板形状对船舶阻力的影响 |
| 4.1.1 平面型压浪板对船舶阻力的影响 |
| 4.1.2 曲面型压浪板对船舶阻力的影响 |
| 4.2 压浪板长度对船舶阻力的影响 |
| 4.3 压浪板宽度对船舶阻力的影响 |
| 4.4 压浪板角度对船舶阻力的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 安装最优压浪板船减阻性能分析 |
| 5.1 安装最优压浪板船的阻力计算分析 |
| 5.2 减阻性能分析 |
| 5.2.1 最优压浪板的减阻机理分析 |
| 5.2.2 最优压浪板的减阻效果分析 |
| 5.3 压浪板在双尾鳍消防船上的应用简介 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、穿浪双体船加装组合附体优化设计（论文参考文献）
- [1]加装组合附体的穿浪双体船阻力和耐波性能分析[D]. 王富超. 江苏科技大学, 2021
- [2]基于CFD的穿浪双体船水动力性能分析[D]. 贺妍. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]双体风电运维船尾下沉与阻力及耐波性综合研究[D]. 高天敏. 江苏科技大学, 2020(03)
- [4]鳍状大球鼻复合型船艏减阻减摇机理研究[D]. 高志旺. 江苏科技大学, 2020(03)
- [5]高速多体船的鲁棒纵向减摇控制[D]. 戴小康. 江苏大学, 2020(02)
- [6]船舶在波浪上纵向运动与控制研究综述[J]. 孙一方,宗智,姜宜辰. 中国舰船研究, 2020(01)
- [7]高速双体船纵向减摇控制方法研究[D]. 于婧睿. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [8]新式减阻附体对高速船舶阻力性能影响的数值研究[D]. 李鹏. 江苏科技大学, 2019
- [9]带有尾板的穿浪双体船姿态控制研究[D]. 蔡鹏飞. 哈尔滨工程大学, 2019(05)
- [10]船舶压浪板设计优化及应用[D]. 陈怀远. 大连理工大学, 2019(02)