高速圆舭艇阻力性能数值预报与改进研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着海洋资源开发和利用的不断深入，以及海上交通运输的快速发展，对高速、高效船舶的需求日益增长。

高速圆舭艇作为一种兼具高航速和良好耐波性的船型，在军用和民用领域都具有广泛的应用前景。

然而，高速航行时，船体会产生较大的阻力，这不仅会增加船舶的油耗和排放，还会限制其航速和续航能力。

2. 本选题国内外研究状况综述

高速圆舭艇作为一种高性能船舶，其阻力性能一直是国内外研究的热点。

近年来，随着计算流体力学（cfd）技术的快速发展和计算机性能的不断提升，数值模拟方法在船舶阻力性能预报和优化中的应用越来越广泛。

国内学者在高速圆舭艇阻力性能方面开展了大量研究工作。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.高速圆舭艇阻力构成分析：分析高速圆舭艇的阻力构成，包括兴波阻力、摩擦阻力、形状阻力、附加阻力等，并探讨各阻力成分的影响因素。

2.数值预报方法研究：研究基于计算流体力学（cfd）的数值预报方法，包括雷诺平均纳维-斯托克斯方程（rans）、湍流模型、体网格生成、边界条件设置、数值求解方法等。

3.圆舭艇阻力性能数值计算与分析：建立高速圆舭艇的数值模型，并进行网格无关性验证；利用cfd软件对不同航速、船型参数下的高速圆舭艇进行阻力性能数值计算，并分析其阻力性能和流场特性；对阻力成分进行分析，研究各阻力成分的影响规律。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：通过查阅国内外相关文献，了解高速圆舭艇阻力性能研究现状、发展趋势和最新研究成果，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.数值模拟阶段：建立高速圆舭艇的几何模型，并对其进行网格划分，以满足cfd计算的精度要求。

选择合适的湍流模型和边界条件，对高速圆舭艇在不同航速下的流场进行数值模拟。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.高速圆舭艇阻力构成精细化分析：本研究将采用先进的cfd技术，对高速圆舭艇的阻力构成进行精细化分析，例如对兴波阻力进行波谱分析，对摩擦阻力进行边界层分析等，以深入揭示不同阻力成分的产生机制和影响因素。

2.基于多目标优化算法的船型优化设计：本研究将采用多目标优化算法，对高速圆舭艇进行船型优化设计，例如采用遗传算法、粒子群算法等，以寻求满足多种性能要求的最优船型方案。

3.数值模拟与实验验证相结合：本研究将采用数值模拟和实验验证相结合的研究方法，以相互验证、相互补充，从而提高研究结果的可信度和可靠性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘志远, 王瑞, 张赫, 等. 基于 cfd 的高速三体船阻力及航行姿态预报[j]. 船舶力学, 2021, 25(3): 330-340.

[2] 吴家鸣, 胡勇, 万德成. 高速滑行艇阻力性能计算方法研究进展[j]. 水动力学研究与进展, a 辑, 2020, 35(2): 243-257.

[3] 孙寒挺, 吴宝山, 肖能, 等. 高速三体船阻力与航态数值预报[j]. 中国造船, 2019, 60(2): 1-10.