反算設計問題於水下載具外型最佳化之研究

Abstract

潛艦在水下潛行時，其阻力對潛艦的快速性和續航力有著重要的影響；因此至今，潛艦在潛行時所需克服的阻力以及渦流和機械組件所造成的噪音、震動一直是需要改善的指標，不管是核子潛艦或者是柴電潛艦皆有相同的問題，尤其核子潛艦之噪音較為嚴重。 此外，潛艦本體以及其身上的帆罩外型，皆是影響這些問題的原因之一；若在外型上有了適當的改善，就能夠降低行進阻力與減少渦流噪音，進而可提高潛艦在水中的匿蹤性以及提升動力效率，因而降低航行中被偵測之危險及減少所需耗掉之燃油成本，並提高國防作戰效益。 本論文之目的主要在於應用拉凡格式法(Levenberg-Marquardt M ethod)並搭配套裝軟體CFD-ACE+，來探討反算設計問題於潛體最佳化船型設計研究。研究方向主要分成兩部分，方向一:探討潛體外型之最佳化，方向二:進行帆罩形狀與位置之最佳化設計。 首先，吾人考慮既有之DARPA-SUBOFF模型，在體積固定條件下，觀察在不同流速下該潛體所受之阻力變化，並藉由已知模型之參數進行計算及探討，以降低模型的阻力為目標，並藉此進行最佳化處理，計算出最佳幾何外型，最後使總阻力得以下降。 緊接著以帆罩為討論目標，同樣的模型且在帆罩體積變化不大之條件下，以帆罩外型前端曲面之曲度及中心位置作為變化參數，並進行參數修正，同樣藉拉凡格式法進行計算及探討，並找出最佳化帆罩曲面之曲度以及最佳位置，並觀察帆罩周圍流場的變化，同時也是以降低潛體阻力為目標。

Date of Award	2017 Aug 25
Original language	Chinese
Supervisor	Cheng-Hung Huang (Supervisor)