使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾

 在過去兩年半的時(shí)間里,Numeca 美國(guó)客戶 Morrelli & Melvin 一直忙于將 FINE/Marine用于海洋行業(yè)的各種 CFD 設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目。

我們一直在使用 FINE/Marine 設(shè)計(jì)多體船和水翼帆船和動(dòng)力艇,”Morrelli & Melvin 的設(shè)計(jì)工程師 Andrew Bloxom 說。 “我們通常在使用具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)探索邊界時(shí)實(shí)施 RANS,因?yàn)槲覀內(nèi)狈﹃P(guān)鍵的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)信息并且需要了解所涉及的力和流動(dòng)結(jié)構(gòu)。”

其中一個(gè)領(lǐng)域是通風(fēng)的船體,其中關(guān)于具有細(xì)長(zhǎng)船體和尾流干擾的多體船變體的數(shù)據(jù)很少。我們?cè)?FINE/Marine 中對(duì) Invincible 40 雙體船進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,直接從 CFD 優(yōu)化的幾何形狀到生產(chǎn)船體模具。客戶對(duì)這種新船體的開箱即用性能印象深刻。”

使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖1使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖2使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖3

Invincible 40 船首的空氣動(dòng)力學(xué)流線

據(jù) www.invincibleboats.com稱,該公司專注于 Invincible 40 雙體漁船的一個(gè)目標(biāo):適航能力。 “我們創(chuàng)造了一艘船,它可以從任何方向撕裂大海,同時(shí)仍然能夠高速機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎,而無需大幅降低速度……”
使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖4

 70 節(jié)時(shí)無敵 40 船體壓力使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖5

                                 探索 Invincible 40 電機(jī)下部單元在 55 節(jié)時(shí)的阻力作為垂直放置的函數(shù)                          

除了 Invincible 40 之外,Morrelli & Melvin 還參與了多個(gè)消費(fèi)類水翼帆船平臺(tái)的設(shè)計(jì)。其中兩個(gè),TF10 和 SuperFoiler,最近分別獲得了 Yachts & Yachting 雜志頒發(fā)的 2018 年“年度最佳運(yùn)動(dòng)艇”和“年度最佳小艇”獎(jiǎng)。

根據(jù) Bloxom 的說法, “TF10 和 SuperFoiler 受益于我們使用 FINE/Marine,我們優(yōu)化了匕 首板和舵升降舵,運(yùn)行船體流體動(dòng)力 VPP 輸入矩陣,并驗(yàn)證/校準(zhǔn)了我們用于運(yùn)行大型、千點(diǎn),水翼設(shè)計(jì)矩陣。”

使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖6

TF10 箔的早期候選設(shè)計(jì)的自由表面高程

使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖7

TF10 箔的早期候選設(shè)計(jì)的水下壓力視圖

TF10 三體船的目標(biāo)是讓所有水手都能使用美洲杯帆船賽的帆船技術(shù)。TF10 的水翼設(shè)計(jì)為根據(jù)航行條件放下或縮回。然而,為了簡(jiǎn)化操作,水手們可以在 TF10 中航行一整天,而不必收回水翼。

至于 SuperFoiler,這個(gè) Morrelli & Melvin 項(xiàng)目的特點(diǎn)是高科技設(shè)計(jì)應(yīng)用于創(chuàng)建一個(gè)不符合任何現(xiàn)有幾何形狀的容器。SuperFoiler 是一艘“單一設(shè)計(jì)的船”,這意味著它是 2018 年 SuperFoiler 大獎(jiǎng)賽中唯一使用的設(shè)計(jì)。六支隊(duì)伍將每人駕駛一艘設(shè)計(jì)相同的船只參賽,船員的技能將決定獲勝者。

Morrelli & Melvin 是 SuperFoiler Grand Prix 的重要合作伙伴。根據(jù) Bloxom 的說法,“我們是 SuperFoiler 的主要設(shè)計(jì)師/工程師,從流體動(dòng)力學(xué)到結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì),并與鉆機(jī)和帆船制造商合作制定航行計(jì)劃。”

使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖8

大型箔水力矩陣和初始流固耦合在 3D 提升線工具中運(yùn)行,結(jié)果通過 Numeca FINE 進(jìn)行驗(yàn)證/Marine 在較少的點(diǎn)數(shù)上運(yùn)行。

 使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖9

SuperFoiler 側(cè)視圖自由表面高度和箔壓力
使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖10

SuperFoiler 前視圖自由表面高度和箔壓力

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使用 Numeca 進(jìn)行水翼設(shè)計(jì)在海洋工業(yè)中掀起波瀾的圖12

固定點(diǎn) VPP 船體水動(dòng)力和力矩輸入矩陣運(yùn)行用于微風(fēng)非水翼性能分析

本文中提到:

Morrelli & Melvin, Design & Engineering, Inc. 25 年來一直處于高性能多體船和水翼技術(shù)的前沿。他們?cè)谠O(shè)計(jì)創(chuàng)意、可靠、安全、節(jié)能、有趣和快速的游艇方面有著良好的記錄,并在最高競(jìng)爭(zhēng)水平上取得成功,包括美洲杯、環(huán)球和跨大西洋航行記錄、奧林匹克級(jí)雙體船、眾多世界和大陸錦標(biāo)賽設(shè)計(jì)。他們生產(chǎn)的游艇贏得了超過 25 項(xiàng)年度最佳游艇獎(jiǎng),M&M 被公認(rèn)為高性能豪華巡航游艇的領(lǐng)先創(chuàng)新者。他們還設(shè)計(jì)了范圍廣泛的創(chuàng)新游船和商船,包括渡輪、風(fēng)電場(chǎng)支持船和游覽船。

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