Ottimizzazione a singolo obiettivo e multiobiettivo di un catamarano veloce: risultati numerici e sperimentali

Il paper sintetizza il lavoro svolto all'interno di un progetto di ricerca triennale finanziato dall'Office of Naval Research (USA), che ha coinvolto, oltre al CNR-INSEAN, l'IIHR (Istituto di Idraulica dell'Università dell'Iowa USA) ed il National Maritime Research Institute di Tokio (Giappone). L'attenzione è stata centrata sullo sviluppo di nuovi algoritmi di ottimizzazione numerica e la loro applicazione (all'interno di un framework di ottimizzazione automatica) a problemi multiobiettivo di grande complessità, che coinvolgessero anche partner industriali (in particolare Bath Ironworks, cantiere del gruppo General Dynamics, spesso utilizzato dalla US Navy). Sono stati affrontati problemi di elevato interesse progettuale e dal forte connotato multidisciplinare: nella loro definizione, è stato inoltre necessario considerare l'ampio e complesso profilo di missione caratteristico di una nave militare. Di conseguenza, nei problemi affrontati sono stati inclusi vincoli di natura funzionale, geometrica e prestazionale. Per risolvere problemi di tale complessità sono stati utilizzati, quali strumenti di analisi, solutori numerici di flusso ad alta fedeltà (URANS), estremamente accurati ma altrettanto costosi sotto il profilo dei tempi di calcolo. Una forte riduzione degli oneri computazionali è stata ottenuta applicando nuovi metodi basati sull'uso di metamodelli e sul concetto di fedeltà variabile, nonché ricorrendo all'uso di piattaforme di calcolo parallele. La verifica sperimentale delle soluzioni individuate, corredata da un'accurata analisi di incertezza, ha consentito di certificare l'entità dei miglioramenti ottenuti, in questo caso dell'ordine del 10% della potenza installata, dato di estremo rilievo in termini di riduzione dei consumi e risparmio energetico. 

Autori: Yusuke Tahara, Daniele Peri, Emilio Fortunato Campana, Frederick Stern

Titolo: Single- and multiobjective design optimization of a fast multihull ship: numerical and experimental results

Rivista: Journal of Marine Science and Technology

Anno: 2011

Riferimenti bibliografici: Volume 16, Issue 4, pp. 412-433, DOI 10.1007/s00773-011-0137-y, Print ISSN: 0948-4280, Online ISSN: 1437-8213, Publisher: Springer Japan