一种万吨级载重船的最优线型确定方法技术

本发明专利技术公开了一种万吨级载重船的最优线型确定方法，所述方法包括：通过建模软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型；按照获取的最优理论模型进行全船结构建模获取全船模型，并对全船模型的结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量；按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置；进行螺旋桨淌水试验，获取螺旋桨参数。本发明专利技术通过设计最优理论模型到实船的转化，达到了降低船舶重量、减少水流阻力从而降低主机所需功率、提高推进效率、减少燃油消耗和温室气体排放的作用。减少燃油消耗和温室气体排放的作用。减少燃油消耗和温室气体排放的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种万吨级载重船的最优线型确定方法


[0001]本专利技术涉及船舶建造
，具体为一种万吨级载重船的最优线型确定方法。

技术介绍

[0002]船舶运营当中，燃油消耗量以及IMO的尾气排放要求，是决定运营成本的一个很大的因素。IMO对船舶温室气体的排放要求日渐严格，国际航运业约占全球二氧化碳排放量的2％，这是导致全球变暖的主要温室气体，在全球主要国家均努力实现气候目标的大背景下，目前还没有很好的零碳船舶方案。因此需要在原有船舶的基础上，尽可能的提供新型船体线型设计方案，来降低船体重量和水流阻力，以达到减少燃油消耗和温室气体排放的效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种万吨级载重船的最优线型确定方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种万吨级载重船的最优线型确定方法，包括以下步骤：通过建模软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型；按照获取的最优理论模型进行全船结构建模获取全船模型，并对全船模型的结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量；按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置；进行螺旋桨淌水试验，获取螺旋桨参数；进行船模水池试验，验证各种装载工况船体结构阻力；进行实船空船称重及试航，以确定该最优理论模型的实施。
[0005]优选的，所述通过NAPA等专业软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型，包括：首先，在NAPA软件的Text editor 平台上，根据型线图中提供的船型数据，从建立包括甲板边线、艏柱线、平边线、平底线在内的边界曲线开始，逐步添加各个站位横剖线以及各高度水线，并佐以其他辅助控制线来确保船体模型的闭合以及光顺，即可得到船体几何模；随后，在NAPA STEEL模块中，通过对船体曲面边界限定的方法来得到各个甲板平台板、舷侧板、舱壁板等，在对应的表格中，分别以参数定义的形式赋予这些板材的板缝以及属性，并在板材上添加各类加强筋和开孔、肘板等构件；建好全船结构模型之后可以参照图纸进行分段划分，随后导入TRIBON 中去，进行模拟，并确认是否为理论最优模型，若否，则回到NAPA和NAPA STEEL 中重新定义船体模型参数，直到获取最优理论模型。
[0006]优选的，所述按照获取的最优理论模型进行结构建模并对结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量，包括：获取最优理论模型后，通过NAPA STEEL进行将最优理论模型做网格划分，然后通过接口导入有限元计算软件，并将划分后的分段船体模型逐一进行分析计算或经过简单修改处理进行分析计算，优化船体模型结构规格，降低船舶的结构重量。
[0007]优选的，所述按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置，包括：根据全船模型建立船体坐标系，并获取船舶的重心位置；在完整稳性计算时，仅有垂向力作用时，用平均吃水
、
、横倾角和纵倾角三个浮态参数进行表示，然后通过坐标系变换定义欧拉角参数，建立通过欧拉角表示的坐标变换矩阵，把自然坐标系的坐标转换到船体坐标系当中，进行船舶稳性计算，并获取浮心位置；然后在完整稳性计算的基础上，基于损失浮力法，采用逐次线性化方法进行稳性计算破损稳性计算。
[0008]优选的，所述螺旋桨淌水试验中，首先应用MATLAB对螺旋桨进行二维坐标进行转化，然后UG 进行三维建模，接着通过ICEM进行分区混合网格划分，最后导入 Fluent 进行敞水性能计算，给出敞水特征曲线，并进行船模敞水试验。
[0009]优选的，所述船模水池试验中，按照比例建立全船模型实体，然后通过试验池拖车拖动全船模型实体在水池中以预定速度行走，并通过阻力测力仪测量测量全船模型实体各结构的水流阻力。
[0010]本专利技术还提供一种万吨级载重船的最优线型确定装置，包括：数据建模模块，其用于通过建模软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型；数据分析模块，其用于按照获取的最优理论模型进行全船结构建模获取全船模型，并对全船模型的结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量；数据计算模块，其用于按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置；船体实验模块，其用于进行螺旋桨淌水试验，获取螺旋桨参数；船体实验模块，还用于进行船模水池试验，验证各种装载工况船体结构阻力。
[0011]本专利技术还提供一种万吨级载重船的最优线型确定设备，所述万吨级载重船的最优线型确定设备为实体设备，所述万吨级载重船的最优线型确定设备包括：处理器、存储器，所述存储器与处理器进行通信连接；所述存储器用于储存至少一个所述处理器执行的可执行指令，所述处理器用于执行所述可执行指令以实现如上述的万吨级载重船的最优线型确定方法。
[0012]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的万吨级载重船的最优线型确定方法。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过不断优化船体线型图以进行全船模型的最优理论建模，并在建模后对全船模型的结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量，然后再对全船
模型进行完整稳性和破损稳性计算，在此基础上再进行螺旋桨淌水试验和船模水池试验，最后再以实船试航，已确定最优理论模型的实施，从而达到了降低船舶重量、减少水流阻力从而降低主机所需功率、提高推进效率、减少燃油消耗和温室气体排放的作用。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的主流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艏部横剖面线形图；图3为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艉部横剖面线型；图4为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艏部水线面线形图；图5为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艉部水线面线形图；图6为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艏部纵剖面线形图；图7为本专利技术实施例提供的一种万吨级载重船的最优线型确定方法的NAPA建模时的艉部纵剖面线形图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]本实施方式的方法的执行主体为终端，所述终端可以为手机、平板电脑、掌上电脑PDA、笔记本或台式机等设备，当然，还可以为其他具有相似功能的设备，本实施方式不加以限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种万吨级载重船的最优线型确定方法，其特征在于，包括以下步骤：通过建模软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型；按照获取的最优理论模型进行全船结构建模获取全船模型，并对全船模型的结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量；按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置；进行螺旋桨淌水试验，获取螺旋桨参数；进行船模水池试验，验证各种装载工况船体结构阻力；进行实船空船称重及试航，以确定该最优理论模型的实施。2.根据权利要求1所述的万吨级载重船的最优线型确定方法，其特征在于，所述通过NAPA等专业软件进行船体线型建模，并用软件模拟各种不同线型状态下对应的船体性能参数，以获取最优理论模型，包括：首先，在NAPA软件的Text editor平台上，根据型线图中提供的船型数据，从建立包括甲板边线、艏柱线、平边线、平底线在内的边界曲线开始，逐步添加各个站位横剖线以及各高度水线，并佐以其他辅助控制线来确保船体模型的闭合以及光顺，即可得到船体几何模；随后，在NAPA STEEL模块中，通过对船体曲面边界限定的方法来得到各个甲板平台板、舷侧板、舱壁板等，在对应的表格中，分别以参数定义的形式赋予这些板材的板缝以及属性，并在板材上添加各类加强筋和开孔、肘板等构件；建好全船结构模型之后可以参照图纸进行分段划分，随后导入TRIBON 中去，进行模拟，并确认是否为理论最优模型，若否，则回到NAPA和NAPA STEEL 中重新定义船体模型参数，直到获取最优理论模型。3.根据权利要求1所述的万吨级载重船的最优线型确定方法，其特征在于，所述按照获取的最优理论模型进行结构建模并对结构进行有限元分析，以最优的结构规格选取以降低船舶的结构重量，包括：获取最优理论模型后，通过NAPA STEEL进行将最优理论模型做网格划分，然后通过接口导入有限元计算软件，并将划分后的分段船体模型逐一进行分析计算或经过简单修改处理进行分析计算，优化船体模型结构规格，降低船舶的结构重量。4.根据权利要求1所述的万吨级载重船的最优线型确定方法，其特征在于，所述按照全船模型进行完整稳性和破损稳性计算，并确定船舶的重心位置，包括：根据全船...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海飞，肖灯光，余正启，周家杰，刘月林，
申请(专利权)人：江苏扬子三井造船有限公司，
类型：发明
国别省市：