1、問(wèn)題描述本案例演示船舶阻力預(yù)測(cè)模擬的工作流程。船體置于虛擬拖曳試驗(yàn)池中，模型如下：
2、軟件設(shè)置    （1）選擇物理模型；使用 K-Epsilon 湍流模型和分離流求解器來(lái)求解瞬態(tài)雷諾平均納維－斯托克斯方程。在激活流體域體積(VOF) 模型后，選擇VOF波，來(lái)設(shè)置水面初始波的數(shù)據(jù)。物理模型的選擇如下：
    （2）定義歐拉相；在連續(xù)體continuum中，右鍵單擊Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建新相，把新相命名為H2O，在H2O節(jié)點(diǎn)選擇液體和恒密度模型。同樣的方式設(shè)置空氣相，選擇氣體和恒密度模型，定義完的歐拉相如下：


    （3）設(shè)置VOF波；在模擬期間，自由表面水位隨時(shí)間的變化而變化。 STAR-CCM+ 提供可讓您指定波初始條件和邊界條件的 VOF波模型。此處，在靜水中拖曳船。右鍵單擊Continua > Physics 1 > Models > VOF Waves> Waves，選擇New > Flat，在出現(xiàn)的Flat Vof Wave 1節(jié)點(diǎn)設(shè)置流和風(fēng)的速度；設(shè)置完Flat Vof Wave 1的屬性如下：
   （4）設(shè)置初始條件；設(shè)置壓力、速度和體積分?jǐn)?shù)的初始條件。

（5）阻尼波反射；在流動(dòng)阻力模擬時(shí)發(fā)生波反射。波反射有兩個(gè)來(lái)源：一是來(lái)自邊界的波反射，二是由于突兀的網(wǎng)格過(guò)渡造成的波反射，為了避免這些波反射與真正的波場(chǎng)相互作用，從而導(dǎo)致結(jié)果無(wú)效。STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。要在邊界處激活VOF 波阻尼，在Regions > VirtualTowing Tank > Physics Conditions > VOF Wave Zone Option節(jié)點(diǎn)，激活Damping，在Regions> Virtual Towing Tank > Physics Values > VOF Wave Damping Length節(jié)點(diǎn)，把波阻尼長(zhǎng)度設(shè)置為9m。

（6）設(shè)置邊界條件；流體域的邊界條件設(shè)置類型如下：

     也就是虛擬拖曳池的大部分區(qū)域都是進(jìn)口，左右兩邊設(shè)置為對(duì)稱邊界，從而讓虛擬池纏身相當(dāng)于無(wú)限延伸的效果；進(jìn)口的邊界設(shè)置如下：

    出口的邊界條件設(shè)置如下：

（7）定義動(dòng)態(tài)流體固體相互作用(DFBI)；動(dòng)態(tài)流體固體相互作用 (DFBI) 模型根據(jù)流動(dòng)引起的作用力來(lái)模擬船運(yùn)動(dòng)。對(duì)于此模擬，允許船以 2 個(gè)自由度

移動(dòng)，以便考慮升沉和縱傾。將使用平衡運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)船的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)平衡位置。此選項(xiàng)將減少模擬的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間。右鍵單擊Tools> Motions選項(xiàng)，選擇新建DFBIRotation and Translation，將此運(yùn)動(dòng)分配給虛擬拖曳試驗(yàn)池區(qū)域：在Regions> Virtual Towing Tank > Physics Values > Motion Specification節(jié)點(diǎn)，選擇DFBIRotation and Translation，一個(gè)新的DFBI 節(jié)點(diǎn)將出現(xiàn)在模擬樹(shù)中。

（8）由于本案例是瞬態(tài)模擬，因此需要設(shè)置時(shí)間步、各時(shí)間步內(nèi)允許的最大內(nèi)部迭代次數(shù)以及獲得求解所用的總體物理時(shí)間。選擇Solvers> Implicit Unsteady節(jié)點(diǎn)，然后將時(shí)間步設(shè)為0.04 s。最大迭代次數(shù)設(shè)置為5，將MaximumPhysical Time設(shè)置為200s；分離流速度的亞松弛因子設(shè)置為0.8；

（9）運(yùn)行模擬；計(jì)算結(jié)果如下：要定義船的6 自由度體屬性：右鍵單擊DFBI > 6-DOF Bodies，選擇NewBody > 3D > Continuum Body，將其命名為ship，在ship的屬性設(shè)置船體質(zhì)量，釋放時(shí)間，緩沖時(shí)間等；展開(kāi)6-DOFBodies > Ship > Initial Values node，設(shè)置質(zhì)心，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，激活使用質(zhì)心；

                                                     可視化波形
船體所受阻力監(jiān)測(cè)

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