基于几何参数变化的双体船早期耐波性评估方法
《Journal of Marine Science and Engineering》:Methodology for Early-Stage Seakeeping Evaluation of Catamarans Using Geometric Parameter Variation
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时间:2026年06月30日
来源:Journal of Marine Science and Engineering 3.2
摘要
在现有的工程实践中,针对在既定设计及运行条件下能够最小化船舶运动响应的双体船最佳几何特性的确定仍不够完善。本研究提出了一种系统化的方法,通过结构化的参数比较来评估双体船的耐波性能。该方法包括识别相关的几何变量、根据设计约束规定其允许的变化范围、选择合适的数值分析工具,以及对所得运动响应进行定量分析。其目标是找到能使运动幅度最小的参数组合。本文介绍的方法既是一种用于评估耐波性和总阻力的复杂方法,也是一种用于选择能在上述两种水动力特性方面满足设计要求的最佳几何参数组合的方法。关于该方法中阻力评估的部分,已在先前的研究中有所阐述,本文也提供了相关链接和说明。此外,还开发了一个用于展示仿真结果的图形系统,该系统可将计算结果按照双体船长度变化进行排列,再按速度和半船间距分类,并考虑双体船的半船对称性因素。这些图表相互对应,能够直观地展示不同几何配置和运行速度下的总阻力趋势及耐波性能。正如结果部分所示,这种方法使得能够在清晰的视觉框架内对多种设计方案进行全面比较。该方法通过参数化调整关键几何特性,如船舶长度、半船间距以及船体对称性,应用于一种典型的双体船配置上,并利用Maxsurf Motions计算框架对其耐波性能进行评估。研究结果表明,通过对几何参数进行系统化的变化和分析,可以找到运动幅度显著降低的配置。不同长度双体船的纵摇RAO幅值变化范围为45–50%,半船间距的变化范围为25–50%,而船体不对称性的变化范围则为27–50%。不同长度双体船的横摇RAO幅值变化范围为45–50%,半船间距的变化范围为32–65%,船体不对称性的变化范围则为30–60%。研究结果表明,半船间距、船体形状对称性以及船舶整体长度都在决定双体船耐波性能方面起着重要作用。所提出的方法为双体船的早期设计阶段提供了有力的支持,有助于选择那些能够最小化船舶运动并提升整体耐波性能的几何配置。
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