船舶型线设计是船舶设计和建造的起始点,也是总体设计的一项至关重要的环节。船舶型线的好坏不仅会影响船舶的各项性能,而且也会对船舶建造成本、建造周期、能耗和安全性等产生巨大的影响。传统上,主要运用母型船改型设计的方式来完成船舶型线的设计,再按改造后的型线制作出相应的船体模型,而后通过试验来检验其是否满足要求,若满足要求则可进行建造,否则要重新进行改型。这种方法往往会导致船体型线设计质量和设计效率低下,不仅大大延长了设计周期,也加重了设计者的工作负担。本文基于完全参数化建模的船舶设计方法,探讨和研究了 CAD和CFD技术相结合的设计优化方法在船舶型线设计优化中的应用。本文的主要研究内容包括:(1)对船体的几何特征以及参数化建模的特点进行必要的分析,得到相关特征和船舶性能的关系,最终确定影响船体建模的特征参数和特征曲线。(2)对一艘滚装船船体进行完全参数化建模。运用参数化建模方法,利用较少的特征参数对船体曲面进行快速地生成。同时,通过修改这一系列参数就能够完成船体型线的变换,进而得到多种多样的船型。这样便将设计优化参数和船舶水动力性能相关联,从而保证船舶设计优化的高质量和高效率。(3)采用基于Rankine源的势流面元法完成船舶的兴波阻力CFD数值计算。兴波阻力计算对象包括KCS船型以及滚装船船型。(4)构造CAD-CFD集成优化框架,并且对一艘滚装船的型线进行优化。依据优化船型的具体特点,构建合适的优化数学模型。为了保证优化搜索算法能够搜寻到全局最优解,并且拥有较高的搜索效率,提出了组合优化策略。对参数化建模生成的滚装船船体模型,选取相应的设计变量和约束条件,运用所提出的组合优化策略对其兴波阻力进行优化。最终,获得了兴波阻力性能更加优秀的船型。本文所提出的船舶型线设计优化方法对于改善船舶设计质量,缩短设计时间,减轻设计负担有着一定的理论和现实意义。