海運是國際貿易和全球經濟的支柱。根據 2022 年聯合國貿易和發展會議（UNCTAD）的數據，超過 80% 的國際貨物貿易量是通過海運進行的，大多數發展中國家的這一比例更高。 

擁有如此龐大的整體船隊，這些船只對海洋和大氣的環境影響是巨大的。根據國際海事組織 (IMO) 的數據，航運占當今全球二氧化碳 (CO2) 排放量的 3% 左右。隨著世界人口的增長以及隨之而來的對供應品需求的增加，我們需要找到使航運業更加環保的解決方案，因為它不太可能縮小規模。

最新的 IMO 2023 法規旨在到 2030 年將當前排放值比 2008 年減少 40%。船舶設計者和建造者可以使用最具成本效益的解決方案來遵守這些法規。從技術角度來看，這可以轉化為需要更高效和準確的設計方法，以便能夠在設計階段的早期預測預期的船舶性能。準確的預測可以避免事后昂貴的改造解決方案。

計算流體動力學 (CFD) 軟件在預測和優化船舶性能方面發揮著越來越重要的作用。廣泛的國際研討會旨在不斷驗證和驗證 CFD 工具生成的數據，這些研究中心和大學定期組織深入參與進一步開發這種替代實驗模型測試的數值方法。

勞埃德船級社測試案例 

勞埃德船級社技術調查部組織的勞氏船級社研討會是全球參與的研討會之一。研討會的范圍是驗證一種能夠準確預測全尺寸船舶性能的數值方法，旨在加快船舶的設計過程，并為模型測試提供時間和成本效益高的替代方案。參與者必須提交在給定條件下預測的船速、軸扭矩、動態平衡和螺旋槳空化擴展的數值結果。然后將這些結果與海上試航期間在貨船“REGAL”上進行的船上測量和觀察結果進行比較。

考慮中的船舶是一艘1994年在波蘭建造的138m雜貨船，總重量11542噸，配備一個四葉右旋定距螺旋槳。

LeadingEDGE 結果

LeadingEDGE Marine Engineering參加了研討會，并在整個項目中使用了 Fine Marine。LeadingEDGE 的方法主要圍繞 Fine Marine 中實施的高級 Actuator Disk 模型構建，該模型讀取真實螺旋槳的開放水域性能。能夠從數值計算中刪除實際的螺旋槳幾何形狀可以大大簡化物理過程并加快過程。只需要裸船體阻力和自航案例來驗證該方法（空化和開放水域螺旋槳測試不在本次練習的范圍內）。

與船體阻力模擬的慣例相反，模擬的是整個船體而不是半個船體。這允許正確包含由于容器的初始流體靜力平衡和 3D 掃描幾何形狀引起的小不對稱，如研討會組織者提供的那樣。 

該過程在一天內得出了準確的結果，證明該方法對于 LeadingEDGE 當前提供的商業服務是可行的。

Lloyd's Register 對 138m 雜貨“Regal”進行的測量被用作參考。對數值預測的自航點的進一步分析顯示與測量的船速非常一致（差異低于 1%）。它還強調了軸功率值的輕微高估（高達 5.5%），這是由于此處介紹的數值方法的固有簡化而預料到的。

文章來源：cadence博客