利用 modeFRONTIER 进行多目标空化螺旋桨优化
Azimut Benetti 集团是全球最大的超级游艇生产网络，也是豪华游艇行业的领先私营集团。Azimut Benetti 的研发中心致力于开发独特技术，以提供轻松、安全的航行体验。热那亚大学船舶与海洋工程系（DITEN 系）与 DETRA Custom Propellers 及 Azimut Benetti 研发中心合作，使用 modeFRONTIER 为一艘高速 Azimut Benetti 95 RPH 游艇优化定制螺旋桨的设计。
主要成果
1：执行多目标空化螺旋桨优化
2：在 5 天内计算并测试 50,000 种不同几何形状，筛选最优候选方案
3：巡航速度提升 1 节
技术挑战
螺旋桨的设计始终是在相互竞争的目标与约束之间进行权衡：最大化推进效率和船速，同时避免空化并保持足够的叶片强度。传统的升力线/升力面方法通过包含简化的几何假设来定义螺旋桨形状，这使得它们不适用于现代高速螺旋桨的设计。应用更精确的流动求解器以及通过几何参数化描述（螺距、拱度的非常规组合，或例如局部水翼形状）实现的自动研究，被证明是高速螺旋桨成功的替代设计方案。
技术方案
遵循这一新方法，在 modeFRONTIER 自动化工作流程中，采用 MOGA-II 遗传算法驱动具有修正后倾角分布的参考螺旋桨的优化。在空化水洞中收集的实验数据证实了边界元法和 RANSE 数值方法的可靠性。
使用由 Detra 制造的螺旋桨进行的专门实船海试表明，优化螺旋桨达到的巡航速度比基准螺旋桨速度高 1 节，同时空化行为也得到显著改善。“这一结果非常显著，尤其要考虑到巡航速度的提升以及船上舒适度的增强对于豪华游艇客户的感知至关重要。” Azimut Benetti 集团研发办公室 Francesco Serra 表示。
成果与价值
modeFRONTIER 帮助构建了一个优化框架，用于与几何参数化描述交互，以定义每个新叶片形状，并采用流动求解器量化每个螺旋桨满足设计约束和目标的程度。
“从一组 48 个叶片参数开始，用于改变参考螺旋桨几何形状，使用 MOGA-II 算法可以在约 5 天内计算并测试 50,000 种不同的几何形状，以实现令人满意的帕累托收敛，并为 RANSE 分析选择最优候选方案（每种后倾角分布对应一个方案）。” 热那亚大学 DITEN 系副教授 Michele Viviani 表示。
帕累托图：采用修正后倾角分布的优化
Azimut Benetti
Azimut Benetti 集团是全球很大的超级游艇生产网络，也是世界知名的豪华游艇行业私营集团。公司在其 6 个造船厂运营和生产，拥有超过 40 个量产型号，旗下 Azimut 和 Benetti 两大品牌提供全球最广泛的产品系列。集团在制造卓越的同时，特别关注客户服务，提供金融服务、设计、规划和建造新游艇码头，为客户提供豪华展示厅以及船员培训。
