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 基于试验与 CFD 方法优化三体船片体布置 陈克强，万柳梅* （武汉理工大学交通学院，武汉 430063） 5 10 15 20 摘要：三体船片体布置对三体船的总阻力会产生较大的影响，同时不同傅氏数下三体船侧体 的最优位置差别较大。本文以不同速度组合的船舶有效功率最小为目标，采用模型试验与数 值计算的方法获得回归样本，并采用非线性回归得到目标函数，通过内部惩罚函数 SUMT 方法求解约束下的非线性规划问题并得到了三体船片体布置的最优解。 关键词：船舶与海洋工程；三体船阻力；片体布置优化 中图分类号：U661.1 Optimizing the Arrangement of Side Bodies Based on Model Test and CFD Method Chen Keqiang, Wan Liumei (School of Transportation,WuHan University of Technology, WuHan 430063) Abstract: The arrangement of side bodies have great influence on total resistance of a trimaran. Besides, the optimized side bodiess location varies greatly on different Fn.In this paper,with the target of getting the minimize effctive power in different ship speeds, model tests and numerical methods are used to obtain the regression samples, non-linear regression is used to get the objective function, SUMT approach is used to solve non-linear programming problems under constraints. And the optimized results in different velocity combination are listed at the end of the paper. Keywords: Naval Architecture and Ocean Engineering; total resistance of trimaran; arrangement of side bodies 25 0 引言 三体船由中体（主船体）和两个小侧体组成，三个船体均为细长片体，通常航行于高速。 其基本的设计思想是从提高综合的航海性能特别是快速性目标出发，同时考虑船舶布置与使 用方面如稳性等性能的要求[1]。三体船在航行时，中体与侧体之间的干扰既包括兴波干扰也 30 包括粘性干扰，这些干扰对三体船的总阻力会产生较大的影响。研究表明，通过控制侧体的 纵向、横向位置可有效改善三体船舶的快速性 [2] 置差别较大，因此需要根据设计航速要求布置侧体[3]。由于高速三体船航速往往由于航行任 务的不同而采取不同的航速，因此需要针对此类船舶实际的航行任务及其占航行时间的比例 综合考察，以得到适用于多种航行工况组合的最优片体布置方式。 35 40 本文中采用模型试验与数值计算结合的方法，以巡航速度为 24kn、最大速度为 32kn 两 种航行工况的三体船阻力最优为目标，通过对多种速度组合的有效功率进行考察，得到三体 船片体的最优布置。 三体船因其航速高、适航性能好等多种水动力性能及布置方面的有点，近年来已成为船 舶行业船型研究的热点。国内外学者通过模型试验以及数值计算的方法对三体船片体布局优 化研究做了大量的工作。卢晓平、潘雨村通过基于线性兴波阻力理论考察了片体布置对兴波 阻力的影响，并以简单枚举与等值线图谱相结合的方法对片体布局优化问题进行了探讨[4]； 吴广怀、吴培德等[5]通过模型试验与基于 Noblesse 细长体理论的数值方法[6]考察了三体船的 片体布局与阻力的关系，其数值计算和模型试验的结果均显示出三体船片体位置对兴波阻力 作者简介：陈克强，（1955-），男，副教授，主要研究方向：船舶性能。E-mail: ckq5505@126.com -1-  有很大的影响；Daniel Floden 等使用 SHIOFLOW 商业软件对三体船的片体位置进行优化， 45 50 55 60 其优化目标为兴波阻力的最优解[7]。 1 问题描述与数学模型 本文选取的三体船为 NPL 船型,主体与