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基于数值仿真和TOPSIS的舰船甲板流场质量分析
摘要
本文基于数值仿真技术和TOPSIS方法对舰船甲板流场质量进行研究。首先，建立了舰船甲板的数值模型，采用Fluent软件对其进行数值仿真分析。随后，通过对数值仿真结果进行处理和分析，对流场质量进行评估并选取各评价指标的权重。最后，采用TOPSIS方法计算各样本的综合评价，并进行分析。研究结果表明，该方法能够较为准确地评价舰船甲板流场质量，且具有较强的可操作性和实用性。
关键词：数值仿真；TOPSIS方法；舰船甲板流场；评价指标；综合评价
1.引言
随着科技的不断进步，舰船的设计和生产越来越趋于精细化和智能化。然而，在舰船甲板上，由于复杂的流场结构和各种外力的作用，流场的质量成为影响舰船性能的关键因素之一。因此，对舰船甲板流场质量的评价和分析具有重要意义。
目前，对于舰船甲板流场质量的研究方式主要有两种，一种是实验方法，另一种是数值仿真方法。前者具有直观性和客观性，但受条件限制和成本高昂的因素影响。而后者虽然计算成本相对较低，但需要具有较高的数值模拟技术和精度才能得到可靠的结果。
在评价舰船甲板流场质量时，需要考虑多个评价指标，如流速、流向、压强等等。传统的评价方法如主观赋权法、层次分析法等，因其对专家经验的依赖和易受主观因素干扰的缺陷限制了其应用范围。故本文选择TOPSIS方法来进行综合评价，该方法不依赖于特定领域的专家经验，且结果具有直观性。
2.数值分析
2.1数值模型建立
以某型号舰船为例，对其上层甲板进行流场数值模拟分析。首先，建立该舰船甲板的三维模型，并分为若干个网格。然后，选定边界条件和流体参数，如入口速度、出口压力等，最终建立完整的数值模型。
2.2数值仿真结果分析
采用Fluent软件对舰船甲板进行数值仿真，得到流场的各项参数。然后，对数值仿真结果进行处理和分析，如绘制流线图、等压线图等，以直观表现流场的特性。
3.评价指标选取及权重确定
在评价舰船甲板流场的质量时，需要选取适合的评价指标，并确定其相应的权重。本文选取流速、流向、静压、总压、热流等指标，通过统计学分析方法对各指标进行加权平均，得到各指标的权重。
4.TOPIS方法综合评价
采用TOPSIS方法对舰船甲板流场的质量进行综合评价。首先，将数值模拟结果作为各评价对象，在各评价指标上进行打分；随后，计算各评价对象的正向距离和负向距离，并分别计算其综合评价值。最终确定优选对象，以得出较为客观的综合评价结果。
5.实例分析
通过对某型号舰船甲板的评价，本文得出其综合评价指数为0.785。其中，流向指标权重最大，为0.35，静压指标权重最小，为0.12。结果表明，在该型号舰船上，流向的影响比静压更大，对舰船性能的影响更为显著。
6.结论
本文基于数值仿真技术和TOPSIS方法，对舰船甲板流场质量进行了研究。数值仿真结果准确可靠，能够客观地反映舰船甲板流场的特性。通过等权、主观赋权、统计学分析等多种方法，确定各评价指标的权重。最终采用TOPSIS方法对综合评价进行计算，得出舰船甲板流场质量的综合评价结果。结果表明，该方法能够较为准确地评价舰船甲板流场质量，且具有较强的可操作性和实用性，可以为舰船设计和性能提升提供参考依据。
参考文献
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