文章标题：基于数字孪生的舰船全生命周期造型迭代设计与优化

文章作者：王丹花¹, 张吉恒², 王楠楠¹
关 键 字：数字孪生;全生命周期;舰船造型;迭代设计
文章摘要：针对舰船造型设计难以兼顾全生命周期需求、难以支撑造型设计的跨阶段迭代问题，提出基于数字孪生的舰船全生命周期造型迭代设计方法。构建物理、数据、虚拟三层耦合的数字孪生架构，通过整合行业基准与阶段化参数资源，提取包含最大剖面位置、甲板边线高度等核心维度的造型参数集；并依据造型参数集搭建融合物理实体、虚拟实体、服务、孪生数据与连接的全生命周期舰船造型孪生模型；通过参数耦合分析与解耦解决造型参数与功能的强冲突，通过失效预测结合数字孪生模型，模拟参数异常下的造型失效风险并优化造型设计方案，完成造型迭代优化设计。实验结果显示，该方法在全生命周期的设计阶段可输出兼顾流体阻力与隐身性能的光顺造型，建造阶段实现造型与工艺约束的精准适配，运维阶段完成功能设备的造型化集成；所设计舰船造型强耦合参数冲突消解度达90%以上，迭代5次后失效风险稳定降至5%以下。