摘  要：根据母型船计算新船主尺度之后，利用NAPA软件辅助进行船舶总体设计，在NAPA系统中建立母型船型线通过仿射变换得出新船型线图，通过盖甲板得出三维船体结构，在NAPA中完成舱室划分并定义舱室用途，在定义完空船数据后通过满载出港，满载到港，空载出港，空载到港四种不同载况计算静水力，并校核四种载况下的稳性，通过NAPA输出型线图完成总布置图。

关键词：NAPA系统，5500吨散货船，船舶总体设计

ABSTRACT

The development of advanced and efficient tools for uncertainty quantification and design optimization under uncertainty of ships operating in a real scenario are described. Under the assumption that objective functions and constraints are evaluated via high-fidelity, computationally expensive, unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes equations solvers (URANS), the complexity of the task - compared to deterministic approaches - requires a significant mathematical reformulation of the optimization problem and of the solution methods. To afford the cost of the stochastic optimization process, a number of advancements have been developed by the authors and their co-workers: (i) dynamic metamodels for the high-fidelity solvers and associated uncertainty quantification of stochastic simulation outputs; (ii) progress in evolutionary type derivative-free algorithms for global optimization; (iii) a new application of the Karhunen-Loève Expansion (KLE) method to - a priori - identify reduced dimensionality representations of large-scale design spaces, truncating basis functions (i.e. design variables) with small significance to the solution. An example of a ship hydrodynamic design optimization in real seas is finally presented.

目    录

第一章 绪论 1

1.1 散货船发展历史 1

1.2 基于NAPA系统设计散货船的概念 2

1.3 采用NAPA系统进行船舶总体设计的原因. 2

1.4 散货船的现况与未来发展 2

1.5本文研究的主旨..3

1.6本文研究内容与方法..3

第二章 散货船的特点 4

2.1 散货船的特性 4

2.2 散货船总体设计 4

第三章 确定本船船型与主尺度 6

3.1 选择主尺度时考虑的主要因素 6

3.1.1 船长（L） 7

3.1.2 船宽（B） 6

3.1.3 吃水（d） 6

3.1.4 方形系数（CB） 6

3.1.5 型深（D） 6

3.2 主尺度的选择 7

3.2.1 确定主尺度取值范围的方法 7

3.2.2 主尺度的第一次近似 7

3.3 排水量校核 10

3.4 舱容校核 10

3.5 设计船航速及所需主机功率 11

3.6 稳性校核 12

3.6.1 初稳性高度 12

3.6.2 横摇周期 13

3.7 主要要素总结 13

第四章 基于NAPA的船壳建模 15

4.1 NAPA软件简介 15

4.2 型线设计建模 15

4.3 艏部建模HULLF 17

4.3.1 初步生成艏部模型 17

4.3.2 定义基本型线 19

4.3.3 定义站号线、水线 20

4.3.4 生成纵剖线 22

4.4 艉部建模HULLA 23

4.4.1 定义基本型线 23

4.4.2 定义站号线、水线 25

4.5 舯部建模HULLM 26

4.6 生成船壳HULL 27

4.7 光顺型线 27

4.8 仿射变化..27

第五章  基于NAPA的舱室划分、定义与加载 29

5.1 定义甲板与STABHULL 29

5.2 舱室划分 30

5.3 舱室定义 31

5.4 四种典型载况的加载 32

第六章 静水力计算 36

6.1 输出静水力计算的列表 37

6.2 输出静水力图表 40

第七章 稳性校核 42

7.1 稳性校核的原理方法 42

7.1.1 稳性基本要求 42

7.1.2 稳性要素的校核 42

7.2 计算进水角 44

7.2.1 定义进水位置 44

7.2.2 读取进水角 45

7.3 计算稳性衡准数 48

7.3.1 计算风压倾侧力臂lf 48

7.3.2 最小倾覆力臂的计算 48

结    语 50

致    谢 51

参考文献 52