一种基于敏感度的船体型线设计方法技术

一种基于敏感度的船体型线设计方法，包括下列步骤：(1)船体型线的三维建模：以船体曲面NURBS(Non-Uniform?Rat?ional?B-spline，非均匀有理B样条)表达为基础，运用径向基函数插值技术对船体曲面进行修改；(2)正算部分：对变形后的船体曲面利用CFD软件计算出初始船型的性能指标；(3)反向预测部分：对初始母型依次扰动每个控制点，然后对每个扰动后的船型进行CFD计算，并求取相应的性能指标；(4)检测停止条件：若获得的性能指标不满足停止条件则返回步骤(1)，一直反复迭代到新船型的性能指标与设定值的差小于收敛值或到达设定的迭代次数为止，则此最终船型即为所求的最优船型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于敏感度的船体型线设计方法
本专利技术涉及一种设计方法，尤其涉及一种基于敏感度的船体型线设计方法。
技术介绍
在过去传统的船型设计中，必须手工修改船体型线，再通过船模实验来验证最佳的船型。这种设计方法成本高昂，设计周期长，且得到的设计方案也只是满足设计技术指标的可行方案并非最优设计方案。因此，船型优化成为了一个热点研究方向。目前，船体型线的优化主要是根据水动力性能的优劣来进行的，通过优化算法来驱动整个优化进程。现在的优化技术存在以下的问题：(1)从计算方法上来看，在船型优化中应用最为广泛的计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，CFD)方法主要有势流方法和粘性流方法。对非线性的如高速船兴波问题及低速肥大型船的兴波问题等，必须采用非线性Rankine源方法进行迭代求解，计算工作量急剧增加；而采用粘性流的方法确定粘性阻力则迭代次数多，计算工作量巨大，一次型线优化可能耗费几天甚至几周的时间，这往往难以为设计者所接受。(2)采用的优化算法效率低下，获得全局最优结果较困难。首先，从船型表达方面来看，由于表达船型的参数多且优化空间范围较大，优化算法又是在整个参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于敏感度的船体型线设计方法，包括下列步骤：(1)船体型线的三维建模：以船体曲面NURBS(Non?Uniform?Rational?B?spline，非均匀有理B样条)表达为基础，运用径向基函数插值技术对船体曲面进行修改；(2)正算部分：对变形后的船体曲面利用CFD软件计算出初始船型的性能指标；(3)反向预测部分：对初始母型依次扰动每个控制点，然后对每个扰动后的船型进行CFD计算，并求取相应的性能指标；(4)检测停止条件：若获得的性能指标不满足停止条件则返回步骤(1)，一直反复迭代到新船型的性能指标与设定值的差小于收敛值或到达设定的迭代次数为止，则此最终船型即为所求的最优船型。

【技术特征摘要】
1.一种基于敏感度的船体型线设计方法，包括下列步骤：(1)船体型线的三维建模：以船体曲面NURBS，Non-UniformRationalB-spline，非均匀有理B样条，表达为基础，运用径向基函数插值技术对船体曲面进行修改；利用NURBS表达建立船体曲面的三维模型，通过径向基函数插值技术修改NURBS的控制顶点并解得剩余的网格控制点，达到修改船体曲面生成新船型的目的；径向基函数插值的具体形式如下：易证明这是一个插值函数，其中S(X)表示控制点X＝(x，y，z)在船体曲面上移动的距离，p(X)是低阶多项式，具体形式是：p(X)＝c1x+c2y+c3z+c4n是控制点的个数，||X-Xi||表示两点之间的欧氏距离，φ是给定的基函数；方程中的系数λi，ci由控制点坐标的变化得到：S(Xi)＝fi，i＝1，2，...，n其中fi表示控制点坐标的变化量；将n个控制点移动前后的坐标带入上式，再联立权重系数满足正交性质的约束条件：可以得到如下形式的矩阵：这里：λ＝[λ1，λ2，...，λn]T，c＝[c1，c2，c3，c4]T，f＝[f1，f2，...，fn]T，Mi，j＝φ(||Xi-Xj||)，i，j＝1，2，...，n

【专利技术属性】
技术研发人员：冯佰威，刘祖源，常海超，沈通，黄雨佳，
申请(专利权)人：常海超，
类型：发明
国别省市：