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J-GLOBAL ID：201702262066778793   整理番号：17A0464164

水より重い水中ビークルのCFDと近似モデルを用いた多目的多分野設計最適化

Multiple objective multidisciplinary design optimization of heavier-than-water underwater vehicle using CFD and approximation model

著者 (9件)： LIU Xiaoyi (Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, CHN) ,  LIU Xiaoyi (Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration (CISSE), Shanghai, CHN) ,  YUAN Qingqing (Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, CHN) ,  YUAN Qingqing (Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration (CISSE), Shanghai, CHN) ,  ZHAO Min (Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, CHN) ,  ZHAO Min (Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration (CISSE), Shanghai, CHN) ,  CUI Weicheng (Shanghai Ocean Univ., Shanghai, CHN) ,  GE Tong (Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, CHN) ,  GE Tong (Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration (CISSE), Shanghai, CHN)
資料名： Journal of Marine Science and Technology  (Journal of Marine Science and Technology)
巻： 22  号： 1  ページ： 135-148  発行年： 2017年 
JST資料番号： L3249A  ISSN： 0948-4280  CODEN： JMATF9  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ・HUV(水より重い水中ビークルAUV;FlyingFishII)を対象として,主胴体部,主翼,尾翼,付加物を含む重量と航続距離に関する多目的多分野最適化設計法を提示。
・主胴体の直径と中胴部長さ,および翼幅の3つの設計パラメータに関する45サンプル点の最適ラテン・ハイパーキューブ実験計画法にCFDソフトOpenFOAMによるRANS方程式の計算とKrigingモデルを併用して近似モデルを導出。
・胴体の体積と濡れ面積等に関するハル・モジュール,CFD計算部,Liイオン・バッテリーのエネルギー収支計算,耐圧殻構造強度評価,および重量と重心・浮心・メタセンタの計算等の計5モジュールから成るシステム統合モデルを説明。
・主胴体の直径,中胴部長さ,翼幅,耐圧殻板厚を設計変数として総重量と1/航続距離を同時最小化するため,NSGA-IIアルゴリズムを用いた多目的関数の多分野最適化を実行。同Pareto解(図示)から代表的3ケースを選定し,CFDシミュレーションで性能を検証。併せプロトタイプおよび近似モデルと比較。
・航続距離の改善が軽量化ではなく翼の揚力の増加によること等を結論。

シソーラス用語： *ロボット ,  *最適化 ,  標本抽出 ,  実験計画法 ,  解析 ,  解析モデル ,  重量 ,  航続距離
準シソーラス用語： CFD解析 ,  Krigingモデル ,  ラテンハイパーキューブサンプリング法 ,  *海中ビークル ,  *水中ロボット ,  設計最適化 ,  *多分野設計最適化 ,  *多目的最適化

分類 (2件)： 海洋開発用機器  (QE05010W) ,  ロボットの設計・製造・構造要素  (IC04013A)

引用文献 (29件)：

• Barry JP, Hashimoto J (2009) Revisiting the challenger deep using the ROV Kaiko. Mar Technol Soc J 43(5):77-78
• Wynn Russell B, Huvenne Veerle AI, Le Bas Timothy P et al (2014) Autonomous underwater vehicles (AUVs): their past, present and future contributions to the advancement of marine geoscience. Mar Geol 352:451-468
• Li X, Zhao M, Zhao FM, Yuan QQ, Ge T (2014) Study on hydrodynamic performance of heavier-than-water AUV with overlapping grid method. Ocean Syst Eng 4(1):1-19
• Wu C, Wang Q, Yan H (2010) Practicability research and design of the underwater plane. In: Proceedings of the ASME 2010 29th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2010-20266, Shanghai, China
• Yan H, Ge T, Ying SB, Wu C, Yuan QQ (2012) Analysis of motion in longitudinal plane of negative buoyancy vehicle flying fish II. J Shanghai Jiao Tong Univ (Sci) 17(1):20-24

タイトルに関連する用語 (6件)： 水 ,  水中 ,  ビークル ,  近似モデル ,  多目的 ,  多分野設計最適化