船舶阻力主要由粘性阻力和兴波阻力组成。其中对于给定的船速，倘若不采用特别的措施，减小粘性阻力的可能性不大。相反，在一定的佛汝德数的范围内，兴波阻力对船型与球首的变化非常敏感，适当地修改船体型线和球首形状可以使兴波阻力明显减小。因此，型线设计中减小兴波阻力令人关注，尤其是佛汝德数在0.2以上的集装箱船。 本文在简要介绍了CFD的发展，兴波波场的特点，以及所采用算法的理论基础后，以CFD方法构建了球首型线优化设计的方法。该方法以球首前伸长度，基线上高度与首柱处横剖面面积作为定义球首形状的几何参数，以兴波波场的平均兴波能量作为目标函数，计算确定平均兴波能量最小所对应的球首几何参数与形状，以及兴波阻力与这三个自变量的变化曲线。 本文以7000箱集装箱船为例，进行了首部型线的优化设计研究。以球首的几何特征参数作为自变量构造了7条模型，分别应用CFD方法计算了船首的兴波波场和应用Michell积分方法确定了船体的兴波阻力系数。以兴波平均能量最小为目标函数，确定首部型线的最优设计几何参数。同Michell积分确定的兴波阻力和有关模型试验的相应结果的比较表明，优化的集装箱船球首型线是可信的，具有工程设计应用价值。