天洑星人物：陳子澄

擅長領(lǐng)域：船舶、螺旋槳設(shè)計、流體機械、結(jié)構(gòu)設(shè)計

擅長軟件：CAESES 、STAR-CCM+、UG、Solidworks

                                                          CAESES+SHIPFLOW船型優(yōu)化

                                                                    作者：陳子澄

       隨著世界航運業(yè)對船舶節(jié)能減排的呼聲日益高漲,節(jié)能船型的研發(fā)越來越受到重視。基于CFD的船型優(yōu)化方法是船舶設(shè)計人員目前最依賴的手段之一。 南京天洑軟件有限公司的兩款產(chǎn)品CAESES，SHIPFLOW可以很好地滿足這一設(shè)計需求，并且已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。

       JBC(Japan Bulk Carrier) 是一款大家熟知的好望角型散貨船，它是由日本NMRI，橫濱國立大學(xué)以及SRC 聯(lián)合開發(fā)的。以這艘船為例，我們將展示CAESES+SHIPFLOW進行耦合優(yōu)化，目標是減小它的船體阻力并提高推進效率。

由CAESES提供的Surface Delta Shift 功能進行船體尾部變形

拖曳狀態(tài)下裸船體阻力優(yōu)化

• 高品質(zhì)加密網(wǎng)格, zonal 方法, 1.2M 網(wǎng)格 

• 一個案例計算時間15分鐘 (Intel i7 5960X)

• 計算分析120個變體方案

 

自航狀態(tài)下有效功率優(yōu)化：

• 網(wǎng)格中等加密, zonal 方法, 3M網(wǎng)格 

• 自航狀態(tài)，螺旋槳性能通過升力線理論計算

• 1小時4個案例，24核 48線程 (Intel Xeon X5675)

• 計算分析100個變體方案，24小時完成計算

自航狀態(tài)下以有效功率為優(yōu)化目標得到的C方案較參考船型有效功率減少10%

接下來我們又計算了C方案船型在拖曳狀態(tài)下的裸船體阻力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其裸船體阻力較B方案高，如上圖

同時計算了B方案在自航狀態(tài)下的有效功率，上圖顯示從有效功率角度出發(fā)還是C方案比較占優(yōu)。

      綜上，兩次的優(yōu)化結(jié)果對比表明，雖然C方案的裸船體阻力較B方案高，但因為其考慮到了船尾的伴流影響，使得螺旋槳的推進效率更高，高出的部分足以抵消多出的裸船體阻力，從而使得整體推進效率更高。以上結(jié)果表明從自航狀態(tài)下的有效功率角度出發(fā)對于船尾型線優(yōu)化有著重要的實際意義。當(dāng)然在實際優(yōu)化過程中，還需要考慮一些約束條件比如關(guān)鍵硬點的控制，排水量限制以及螺旋槳的空泡現(xiàn)象，但這并不影響以上的結(jié)論。

                                                                

                                                                    關(guān)注公眾號“天洑CAE技術(shù)源”了解更多相關(guān)資訊