船舶CAD CFD一体化设计过程集成技术研究
基于CFD_的直接进气系统在船舶上的研究与应用
972023年·第4期·总第205期基于ＣＦＤ的直接进气系统在船舶上的研究与应用冯树才 曲东旭 陈彦臻 李 智（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 ２０００１１）摘 要：…为进一步降低船舶能耗，该文以某大型散货船为研究对象，提出直接进气系统的设计方案。
基于计算流体力学（computational…fluid…dynamics,…CFD）数值模拟法，对设计的合理性进行分析，并对直接进气系统在实船上的应用进行探讨。
理论分析与实船验证结果表明：进气风道内流速与设计流速相符，直接进气系统总阻力远低于许用限制值，通过增压器的自吸能力可直接吸入舷外空气，系统设计合理；应用该系统后，主机、辅机油耗降低，机舱风机运行总能耗降低50%，初始投资回收周期短，可降低船舶运营成本。
关键词：直接进气系统；计算流体力学；数值模拟；实船应用；船舶运营成本中图分类号：U664.86………文献标志码：A………DOI ：10.19423/ki.31-1561/u.2023.04.097Research and Application of Direct Air Intake System on ShipsBased on Computational Fluid DynamicsFENG Shucai QU Dongxu CHEN Yanzhen LI Zhi(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: A design scheme of the direct air intake system of a large bulk carrier is proposed in order to reduce the energy consumption of the ship. The rationality of the design is analyzed by numerical simulation based on the computational fluid dynamics (CFD). And the application of the direct air intake system on the ship is also discussed. Theoretical analysis and ship trial show that the flow velocity in the intake duct is consistent with the designed flow velocity, and the total resistance of the direct intake system is much lower than the allowable limit value. The outboard air can be directly inhaled through the self-absorption capacity of the turbocharger, and the system design is reasonable. By applying this system, the fuel consumption of the main engine and auxiliary engine is reduced, the total energy consumption of the fan in the engine room is reduced by 50%, and the initial investment recovery cycle is short with reduced cost of ship operation.Keywords:…direct air intake system; computational fluid dynamics(CFD); numerical simulation; real ship application; ship operating costs收稿日期：2023-05-08；修回日期：2023-06-15作者简介：冯树才（1981-），男，本科，高级工程师。
船舶舾装设计中CADMATIC软件的作用
目前，CADMATIC软件已经在全球范围内的船舶设计和制造企业中得到了广泛应用。许多知名的船舶制造商和设 计公司都采用CADMATIC软件进行船舶舾装设计，以提高设计效率和质量。
02
船舶舾装设计基本概念与 流程
舾装设计定义及重要性
舾装设计定义
舾装设计是船舶工程中涉及船舶设备 、系统、管路、电气等各个方面的综 合设计，是确保船舶功能完整性和安 全性的关键环节。
重要性
舾装设计直接影响船舶的性能、舒适 度、安全性以及后期维护成本。合理 的舾装设计能优化船舶空间布局，提 高设备使用效率，降低能耗和故障率 。
传统舾装设计方法及其局限性
传统方法
传统舾装设计主要依赖手工绘图和计算，通过纸质文档进行信息传递和审批。
局限性
传统方法存在设计周期长、修改困难、信息沟通不畅、易出错等问题，难以满足现代船舶工业对高效 率、高质量、低成本的要求。
数据驱动设计
通过与船舶其他系统的数据集成，CADMATIC可以实现数据驱动的设计过程。这意味 着设计师可以根据实时数据来调整舾装设计方案，确保设计与实际需求保持一致。
方案比较与优化
利用CADMATIC的参数化功能，设计师可以生成多个设计方案并进行比较。这有助于 找到最优的设计方案，同时节省时间和成本。
间不会相互干扰或碰撞。
工程图纸生成
根据布局设计结果，自动生成符合国际标 准的工程图纸，包括平面图、立面图、剖 面图等，用于指导生产和安装。
成果展示：效果图、数据对比等
效果图
展示利用CADMATIC软件设计的船舶舾 装效果图，包括各系统和设备的三维模 型和布局效果。
VS
数据对比
将传统设计方法与CADMATIC软件设计 方法进行数据对比，包括设计周期、设计 精度、一致性等方面的对比数据，突显 CADMATIC软件的优势。
集装箱船型线多速度点的数值优化
集装箱船型线多速度点的数值优化陈红梅;冯毅;于海;王金宝【摘要】为获得更优化的EEDI指数，集装箱船需要基于营运范围内的型线优化，以实现油耗降低。
文章以某集装箱船为研究对象，利用数值优化集成系统，采用最优化技术、曲面自由变形技术（FFD）和计算流体力学技术（CFD），对船体首部型线进行优化。
数值计算表明：所得到的优化型线高速段功率略有增加、低速段功率显著降低。
%The hull form of a container ship is optimized during its operation to attain optimal EEDI index, resulting in the reduction of oil consumption. The bow of a container ship is optimized based on the numerical optimization integration system, which incorporates the optimization technique, the free-form deformation (FFD) technique, and the computational lfuid dynamics (CFD) technique. The numerical results show that the power of the optimized hull line increases slightly at high speed, but decrease remarkably at low speed.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P8-12)【关键词】数值优化集成系统;最优化技术;自由变形技术;计算流体力学技术【作者】陈红梅;冯毅;于海;王金宝【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011【正文语种】中文【中图分类】U661.31+2降低船舶的设计航速，将导致所需推进功率的相应降低［1］。
基于cfd的散货船船体型线自动优化
收稿日期：２０１８１２２２ 基金项目：自主创新本科生项目基金研究项目（２０１８Ｊ７Ｂ１０７） 作者简介：赵无忧 （１９９９—），女，本科，从事 船 型优 化研 究；郭啸 轩 （１９９８—），女，本科，从事船型优化研究；束永昊（１９９８—），男，本科， 从事船型优化研究；常海超（１９８５—），男，博士，讲师，从事船型优化 中的近似方法研究。
∫∫Ｖ∫（Ｐｘ＋Ｑｙ＋Ｒｚ）ｄｖ＝Ｓｗｅ∫ｔ＋∫Ｓｗｌ（Ｐｎ１ ＋Ｑｎ２ ＋
Ｒｎ３）ｄｓ 式中：Ｐ、Ｑ、Ｒ为变量。
ห้องสมุดไป่ตู้（７）
船体湿表面 Ｓｗｅｔ与水线 Ｓｗｌ面所围成的部分即为 船体排水体积 Ｖ。
静水力数据包括排水体积、浮心纵向位置、湿表
面积等，它们的求法如下。
求解排水体积：Ｐ＝０，Ｑ＝ｙ，Ｒ＝０
＝∫∫Ｖ∫（Ｐｘ＋Ｑｙ＋Ｒｚ）ｄｖ＝Ｓｗｅ∫ｔ＋∫Ｓｗｌ（ｙｎ２）ｄｓ＝
０ 引言
１ 平台优化框架及过程
船型优化在船舶研发设计中始终占据重要位 置，国内外很多学者对此展开研究。文献［１３］主要 研究了多目标遗传算法对优化结果的影响并建立了 优化平台，进行了海上三体补给运输概念船和双体 高速船的 优 化，获 得 了 较 好 的 优 化 结 果。 文 献 ［４］ 结合稳健设计方法和 ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ试验设计、遗传算 法进行了高速双体船初步设计阶段的不确定性优 化，并验证了此方法具有一定的工程实用价值。文 献［５７］利用径向基函数插值方法对船型优化进行 了深入研究，并自主研发了基于 ＣＦＤ的船型优化平 台，采用粒子群算法对 Ｓｅｒｉｅｓ６０船体曲面进行修改， 以产生球鼻艏形状，再对修改后的船型进行艏部和 艉部优化，获得了良好的减阻效果。研究表明，利用 径向基插值函数方法和粒子群算法集成的平台适合 工程需要。
利用CAD进行船舶模型设计
利用CAD进行船舶模型设计船舶是人类创造的巨大水上交通工具，它在贸易、军事和旅游等领域发挥着重要作用。
为了确保船舶的设计和建造符合各项技术标准和安全要求，利用计算机辅助设计（CAD）进行船舶模型设计成为现代工程师的重要工作。
本文将介绍如何利用CAD进行船舶模型设计的基本步骤和技巧。
1. 船舶模型设计的基本步骤船舶的模型设计通常包括以下几个步骤：确定设计目标、收集船舶数据、绘制船舶草图、建立三维模型、进行性能评估和优化。
在确定设计目标时，设计师需要明确船舶的类型、用途和性能要求，例如船舶的载重量、速度和航行范围等。
这些目标将指导设计师在后续的工作中进行数据收集和模型设计。
数据收集是船舶模型设计的重要一步。
设计师需要收集有关船舶尺寸、重量、浮力、稳定性、推进系统和航行性能等方面的数据。
这些数据可以通过文献调研、实地观察和现有船舶的技术手册等途径获取。
绘制船舶草图是将船舶模型设计转化为可视化的过程。
设计师可以利用CAD软件中的绘图工具，按照收集到的数据和设计目标，绘制船舶的外部轮廓和内部构造的草图。
在绘制草图的过程中，设计师可以根据需要添加和调整细节，以使船舶的外观和功能更完善。
建立三维模型是进行船舶模型设计的关键步骤。
设计师可以利用CAD软件中的三维建模工具，根据船舶的草图和设计要求，创建船体表面、船舱结构和船舶设备的三维模型。
在建立三维模型的过程中，设计师需要遵循船舶设计的几何原理和工程要求，确保船舶的结构稳定和性能良好。
进行性能评估和优化是船舶模型设计的最后一步。
设计师可以利用CAD软件中的分析工具，对船舶的稳性、推进性能和水动力特性等进行仿真和评估。
根据评估结果，设计师可以对船舶的结构和布局进行优化，提高船舶的性能和安全性。
2. 利用CAD进行船舶模型设计的技巧在利用CAD进行船舶模型设计时，设计师可以采用以下几个技巧提高效率和准确性。
首先，合理利用CAD软件中的工具和插件。
CAD软件通常提供了丰富的工具和插件，用于绘图、建模、分析和渲染等方面的功能。
CAD在船舶设计中的应用
CAD在船舶设计中的应用在船舶设计中，计算机辅助设计（CAD）技术的应用越来越广泛。
CAD技术利用计算机软件和硬件来辅助进行船舶设计，提高了设计的效率和精度。
本文将就CAD在船舶设计中的应用进行探讨。
一、CAD技术概述计算机辅助设计（CAD）是一种以计算机技术为基础的设计方法，通过使用计算机软件和硬件，辅助工程师完成设计、分析、绘图和制造等工作。
CAD技术可以大大提高设计的效率，减少错误和重复工作，提高设计质量。
二、CAD在船舶设计中的应用1. 线框图设计：CAD软件可以绘制船舶的线框图，显示船舶的外形和结构。
工程师可以根据需求进行设计和修改，并进行三维模型的建立。
CAD软件的线框图设计功能方便了船舶设计师的工作。
2. 结构设计：在船舶结构设计中，CAD技术可以帮助工程师绘制船体的各个部分，并进行优化。
CAD软件拥有强大的建模和分析功能，能够模拟各种载荷情况下的结构响应，并进行强度和稳定性分析。
这样可以帮助设计师优化船舶结构，确保船体的强度和稳定性。
3. 船板展开：CAD软件可以将船舶的三维模型展开成平面，方便制作船板。
工程师可以根据展开平面图制作具体尺寸的船板，并进行切割、拼接和连接等操作。
CAD软件的船板展开功能大大提高了船舶制造的效率。
4. 电气系统设计：在船舶的电气系统设计中，CAD技术可以辅助工程师进行电气布线和元件安装的设计。
CAD软件可以根据设计要求生成电气系统的布线图和接线图，并进行电气负载和功耗的计算。
这样可以确保船舶的电气系统设计合理且安全可靠。
5. 造型设计：CAD技术可以帮助设计师进行船舶的造型设计。
通过CAD软件的建模功能，设计师可以根据船舶外形的要求进行造型设计，并进行外部造型的修改和调整。
CAD软件的造型设计功能可以帮助设计师实现船舶的美观和流线型设计。
三、CAD在船舶设计中的优势1. 提高设计精度：CAD技术可以实现高精度的设计和分析。
通过CAD软件的建模和分析功能，可以准确预测船舶结构在不同载荷下的响应，优化设计参数，提高设计精度。
船舶方案设计及协同机制下的一体化模型构建
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03
协同机制下的船舶设计
船舶设计中的协同机制及其重要性
协同机制
船舶设计是一个复杂且多学科交叉的过程，涉及多个专业领 域，如结构、轮机、电气等。协同机制是指各专业领域之间 通过信息共享、沟通协作和相互配合，实现设计效率和设计 质量的提升。
重要性
在船舶设计中，协同机制能够显著提高设计效率，减少设计 变更和返工，降低设计成本。同时，协同机制还能够促进各 专业领域之间的知识共享和经验传承，提升设计团队的综合 素质和创新能力。
船舶性能优化
通过采用先进的技术和方法，对 船舶的性能进行优化，提高船舶 的效率、减少能耗和排放。
船舶方案设计的案例分析
案例一
某型散货船的方案设计及优化：针对散货船的特点，从船型设计、结构优化、 节能减排等方面进行方案设计和优化。
案例二
某型豪华游轮的方案设计及协同机制：结合豪华游轮的功能需求，建立多学科 协同机制，从游轮的性能、外观、内部布局等方面进行方案设计和优化。
善。
在未来研究中，可以尝试将 更多先进的技术手段融入到 模型中，以提高模型的智能
化水平与精度。
需要进一步拓展应用领域， 将该模型应用于更多具有类 似特点的领域中，以验证其 普适性与有效性。
未来研究方向与价值
在未来研究中，可以从以下几个方面展开深入研究
2. 结合更多先进技术手段，如人工智能、大数据等，提 高模型的智能化水平；
基于协同机制的船舶设计流程优化
设计流程
基于协同机制的船舶设计流程优化，旨在通过改进现有的设计流程，实现各专业领域之间的有效协同。具体而言 ，需要优化信息共享平台、沟通机制、任务分配等环节。
优化措施
为优化船舶设计流程，可采取以下措施：建立统一的设计平台或数据库，以便各专业领域能够共享数据和文件； 制定规范的沟通机制，如定期召开设计协调会议，以确保各专业领域之间的信息传递及时、准确；根据各专业领 域的特长和需求，合理分配设计任务，以提高整体设计效率。
CFD在船舶建模中的应用研究
CFD在船舶建模中的应用研究CFD（计算流体力学）是一种基于数值计算的方法，用于模拟流体的运动和相互作用。
在船舶建模领域，CFD已成为一种重要的工具，被广泛应用于设计优化、性能评估和安全分析等方面。
一般来说，CFD在船舶建模中的应用主要涉及以下几个方面：1.流体流动模拟：在船舶的设计过程中，了解船舶在不同速度和水深条件下的流体流动情况非常重要。
利用CFD模拟，可以预测船舶在各种航行条件下的阻力、波浪产生情况和船体流线等。
这些模拟结果可以帮助设计师优化船体形状、改进尾流和减小阻力，提高船舶的性能表现。
2.船舶结构应力分析：船舶结构的应力分析非常关键，它可以评估船舶在正常或极端工作条件下的结构强度和可靠性。
CFD可以模拟船舶受到水流、波浪和风力等因素的作用，预测船体和各个部件的力学响应，包括弯曲、扭转、拉伸和剪切等。
这些模拟结果可以帮助设计师改进船体结构，使其更加坚固和安全。
3.船舶操纵和操纵性评估：在船舶设计中，操纵性是一个重要的考虑因素。
CFD可以模拟船舶在不同操纵条件下的响应和行为，包括转向性能、顺行性能和侧向力等。
基于这些模拟结果，设计师可以调整舵角、尾流导流板和船体形状等，以改善船舶的操纵性和响应性。
4.船舶水动力性能评估：在船舶建模中，CFD可以用来评估船舶的水动力性能，包括速度、推进效率和船头抬升情况等。
通过模拟不同船体形状和推进方案的性能表现，可以比较不同设计方案的优劣，为船舶性能的改进提供指导。
5.环境保护和排放控制：随着对环境保护要求的提高，船舶排放控制成为一个重要的问题。
CFD可以模拟船舶排放物在大气和水中的传播情况，预测其浓度分布和影响范围。
这些模拟结果可以帮助设计师优化船舶排放措施，减少对环境的影响。
综上所述，CFD在船舶建模中的应用研究可以提供有关船舶流体流动、结构应力、操纵性能、水动力性能和环境影响等方面的重要信息。
这些信息可以帮助设计师改进船舶设计，提高其性能和安全性。
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船舶CAD/CFD一体化设计过程集成技术研究冯佰威刘祖源常海超程细得聂剑宁摘要传统的船型设计中，CFD大多用来检验CAD的设计结果，而不是用来驱动产品设计。
两者基本上处于“孤岛”状态，没有实现有机的集成。
为使CFD更好的服务于船舶总体设计，实现船舶CAD/CFD的一体化优化设计，需要针对现有的计算软件和设计模式，利用集成优化平台进行流程集成及数据集成。
本文采用集成优化平台iSIGHT初步实现了船舶三维建模软件、CFD计算分析软件之间的数据集成和过程集成，从而为基于CFD的多性能协同优化研究打下了基础。
关键词：CAD CFD 一体化设计数据集成过程集成中图分类号：U661.4 文献标识码：AThe research of process integration of the integratedoptimization of the ship CAD / CFDFeng Baiwei Liu Zuyuan Zhan Chengsheng Chang Haichao Cheng Xide(Wuhan University of Technology Traffic school Hu Bei Wuhan 430063)AbstractIn traditional ship design, CFD is mostly used to test the design results of CAD, rather than be used to drive product design. Basically, they are in condition of "isolated island", did not achieve the organic integration. In order to make CFD serve the overall design of the ship better, to realize the integrated optimization of the ship CAD / CFD, we need to make use of the integrated platform to carry out the process integration and data integration, according to the existing software and design patterns. In this paper, data and process integration are preliminarily implemented between ship CAD software and CFD computational analysis software through ISIGHT, which lay the foundation for the research of the multi-performance collaborative optimization based on CFD.Key Words:CAD CFD integration design data integration process integrationCLC number:U661.4 Document code:A引言随着计算机辅助设计技术（Comuputer Aided Design---CAD）的广泛应用和船舶计算流体力学（Computaional Fluid Dynamics---CFD）的迅速发展，船舶设计能力和水平都得到极大提高。
从设计手段上看，船舶CAD技术已使船舶设计发生了深刻的变革，出现了多种CAD软件产品如NAPA、FORAN、MAXSURF、TRIBON、FASTSHIP等，这些产品均在船舶行业得到了广泛的应用，很大程度上提高了造船的生产效率。
从分析手段上来看，在船舶CFD领域，出现了越来越多的性能分析程序，而且这些程序的预报精度也达到了很高的水平。
所以在新船型开发阶段和初步设计阶段，越来越多的研究机构、设计院开始应用各类精准的分析工具进行船舶性能的预报、优化工作。
但总的来看，在设计开发过程中充分利用CFD技术进行辅助分析、优化的手段和能力还不够，设计过程中经验还是占主导地位，CFD主要用来检验 CAD 的结果，而不是用来驱动产品设计，两者基本上处于“孤岛”状态，没有实现有机的集成，最终导致CAD的优势没有完全发挥出来。
因此，利用集成优化平台，实现船舶CAD与CFD一体化设计，最终达到船型“设计—分析—再设计”任务的自动化，具有重要的现实意义。
[1]-[5]1基于CAD/CFD的船型一体化的设计思想基于CAD/CFD船型优化方面，研究主要集中在意大利、日本、德国（见参考文献[6]-[13]）。
总体上来看，这几个国家的船型水动力优化研究均按照设计分析集成化、一体化的主线发展，且已经实现了CAD/CFD的集成优化设计，达到了以性能驱动设计的目标。
在船型参数化建模方面采用了CAD软件的二次开发[6]-[9](如：扰动面方法)或新开发船舶参数化设计软件[12]-[13]（如：friendship）；在CFD计算方面部分学者采用商业软件（如：shipflow、fluent等），也有部分学者采用自编软件[6]-[13]；在集成方面大都采用了商业集成框架（如：Modelcener 或iSIGHT）[12]-[13]。
其研究的内容也不仅仅局限在单个性能，而是多个性能的综合优化,目前,多学科设计优化(MDO)正日益受到重视，并在实际工程中得到应用。
通过借鉴国外在此领域的技术发展，本文提出了基于CAD/CFD的船型一体化设计的框架，其思路如图1所示：图1 船舶CAD/CFD一体化设计框架由图1所示，其框架主要由三部分构成，分别是船舶CAD软件、网格生成工具及CFD 数值求解工具、优化器。
各部分的功能如下：（1）船舶CAD软件：根据设计变量的变化生成一系列的三维船型，同时可进行静水力计算，以判断约束条件是否满足。
（2）网格生成及CFD数值求解器：将CAD中生成的船型导入网格生成工具中，自动划分网格，同时利用CFD软件进行目标函数的自动求解。
（3）优化器：根据不同的优化问题，选择相应的优化算法，对设计空间进行有效探索。
若要实现基于CAD/CFD的船型一体化设计，除了必要的软件工具外，还有一些关键技术需要解决，主要有以下四个方面：（1）基于CAD的船型参数化表达及修改技术；（2）船舶CAD/CFD一体化设计的集成技术；（3）船舶CAD/CFD一体化设计近似求解技术；（4）船舶CAD/CFD一体化设计优化算法。
本文主要重点阐述如何实现CAD/CFD的集成。
2船舶CAD/CFD一体化设计的集成技术实现船舶CAD/CFD一体化设计的关键技术之一是如何实现设计及分析软件之间的数据集成和过程集成。
为实现集成,本文选择了美国易擎软件公司的产品iSIGHT作为集成框架。
2.1数据集成目前船舶领域各学科均有各自相对成熟的计算理论和仿真软件，但却较少考虑相互之间的集成，以致在进行船舶CAD/CFD一体化设计时，各学科之间的数据不能很好衔接。
数据集成的目的是解决不同学科软件间的数据通信问题。
主要包括以下两个方面的数据集成：1)船舶CAD软件与集成框架iSIGHT的数据集成该部分集成主要包括母型船的调和程序、船舶CAD软件的宏程序与iSIGHT之间的相互传递。
母型船的调和模块在前文已经叙述，主要功能是产生一系列的光顺船型。
而宏程序则是以文件的方式存在，通过CAD软件可以直接执行该宏程序，从而完成读取新船型数据并完成静水力计算及其他一系列的功能。
通过利用iSIGHT的文件解析功能，可分别对母型船调和程序的输入文件及宏文件中的部分参数进行解析，实现参数的变量化，将参数转化为优化环境中的变量参数，使其可以动态调整；变量参数值调整后，iSIGHT自动更新输入文件及宏文件，从而实现iSIGHT到船舶CAD软件及母型船调和程序的数据传递（见图2）。
图2船舶CAD与iSIGHT的数据集成2)船舶CAD软件与CFD计算分析软件之间的数据集成主要指船舶三维模型与网格划分软件Gambit之间的集成，实现几何模型传递，替代CFD 中几何模型的重建工作，减少分析人员的工作量，保证数据的一致性。
Gambit支持ACIS、Parasolid、IGES和STEP等数据标准。
由于大多数船舶CAD软件可以产生IGES格式的船型数据，因此不需二次开发即可实现船舶三维模型与网格划分软件Gambit之间的数据集成。
Gambit可直接读取IGES格式的几何模型，然后进行网格划分（见图3）。
图3船舶CAD与CFD分析软件的数据集成2.2过程集成船舶CAD/CFD一体化设计是一个反复叠代的过程，尽量避免对优化过程的人工干预，可以加快优化速度，提高优化效率。
通常，优化设计流程是根据事先制定好的优化方案自动进行优化计算和评判，因此在船型水动力优化设计时需要将水动力计算分析和优化评判等过程进行集成。
主要需要考虑以下几个过程的集成：1)CFD计算边界及分析要求设定：通过执行所记录的Gambit网格划分和Fluent计算的运行脚本，可以重现原始Gambit网格划分和Fluent计算分析操作。
在优化计算过程中，通过调整设计变量以修改Gambit和Fluent的运行脚本文件，即可实现对CFD分析边界的自动设定。
2) 优化策略定制：针对不同的优化对象需要制定不同的优化策略。
优化策略主要包括试验设计方案、设计变量的灵敏度分析、近似模型算法以及定义优化流程的设计流、控制流和数据流。
优化流程中的设计流定义主要是指分析优化设计的逻辑顺序和提取各子系统的运行参数等；控制流定义主要指优化过程中控制流程的定义，包括循环和条件等控制流程；数据流定义主要用于制定各环节的输入输出数据以及设计变量，该功能主要通过iSIGHT文件解析器和变量设计器实现。
3）优化结果的自动评判分析：在计算分析流程集成的基础上，需要集成综合评判流程，才能最终实现系统集成。
优化结果评判包括指定优化评判目标与策略和执行结果评判。
优化评判目标与策略主要指在iSIGHT环境下，通过多层次任务定制，指定设计目标权重选取目标参数优化范围、选取合适的优化算法等。
优化结果评判执行是船型水动力分析结束后，根据所选定的优化算法对目标参数进行评判，以及根据评判结果对设计变量进行自动调整。
通过对船型CAD/CFD的数据集成和过程集成进行分析，可以得出如图4所示的船舶CAD/CFD 一体化优化设计流程图。
图4 船舶CAD/CFD一体化优化设计流程图3船舶CAD/CFD集成实例本文运用上述数据集成和过程集成的原理，以某油船为例对船舶CAD软件及CFD求解器进行了集成。