基于CFD的三体船侧体布局优化

田高辉， 冯佰威*， 常海超

(武汉理工大学 a.高性能船舶技术教育部重点实验室；b.交通学院，湖北 武汉 430063)

0 引 言

三体船作为一种高性能船舶，凭借其良好的快速性、耐波性、隐身性等诸多单体船不具备的特点，近年来在军用和民用领域均得到广泛的关注。目前，国内外的研究表明，在实际航行中，三体船的主体与侧体之间的兴波干扰复杂，对总阻力有较大的影响。如果侧体相对于主体的横向位置和纵向位置布置得当，有可能大幅减小兴波阻力，进而减小总阻力。

目前，国内外对三体船侧体布局优化的研究、模型试验和数值模拟大多采用枚举法。枚举法虽可得到不同侧体布局下阻力性能的变化规律，但无法确定某航速下最优的侧体布局。PALMER等[1]结合一种改进的粒子群优化算法对三体船侧体位置进行优化，探讨阻力最小时所对应的侧体位置。MYNARD[2]采用三维 Rankine 源面元法系统地研究侧体位置对三体船兴波阻力的影响，同时优化结果显示侧体位置会随着速度变化而发生较大改变。JAVANMARIDI等[3]对三体船的阻力性能进行研究，共选取侧体的2个横向位置和4个纵向位置，通过自行编制的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)程序，计算并分析不同侧体位置对三体船阻力性能的影响。郦云等[4]对高速三体船模在弗劳德数Fr为0.1～0.8时3个横向间距、5个纵向间距共15个状态进行阻力试验，并根据模型试验结果分析横向间距和纵向间距对兴波阻力系数的影响。邓小敏等[5]基于势流理论，应用……