船舶水動力
關注創建者：小曉君君 創建時間：2020-04-18
船舶水動力的視頻教程
Fine Marine 船舶海洋工程水動力解決方案 ——更專業的船舶CFD工具
如何采用更專業的船舶CFD工具，進行快速、高質量的船舶海洋工程網格制作，以及高精度的船舶水動力預報，答案就在本期的Fine Marine船舶水動力解決方案。本次直播將從專業網格制作到船舶的快速性、耐波性、操縱性、推進器性能以及風場預報，整體介紹Fine Marine 船舶水動力解決方案。
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船舶與海洋工程水動力分析-AQWA軟件入門與提高
直播免費報名鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/live/10525 全套線下面授課程：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/394847 適用人群：船舶與海洋工程相關專業在校生，技術人員 課程章節： 第一講 目前主流商業水動力計算軟件情況介紹（已結束，直播時間：2018-07-04 19:00） 第二講 經典AQWA建模
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船舶水動力的實例教程
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水動力節能裝置典型應用案例分析
概括而言，水動力節能裝置具有如下優勢：①安全、可靠、有效；②省油效果好，可達3%-10%；③同等航速下可有效減少CO2、SOx、NOx排放；④維護成本低；⑤提高船舶的安全性；⑥提高航速，利于搶占泊位；⑦投資低，成本回收期短。因優勢突出，水動力節能裝置已成為目前新造船的標配和在營運船舶節能改造的首選，而獲得廣泛應用。
(1) 5.7萬噸散貨船
5.7萬噸散貨船是目前船舶市場上保有量最大的船型之一。中國船舶科學研究中心針對該船開展了船舶水動力節能裝置設計開發，并最終采用前置預旋導輪+槳轂消渦鰭的組合水動力節能方案，如圖8所示。經過模型試驗驗證，前置預旋導輪和槳轂消渦鰭的節能效果分別可達到5.4%和3.0%，節能效果顯著。經實船應用及測試結果表明，其節能效果可達到9.0%，日均可實現節油達到2噸以上，1年內可收回投資成本，節油經濟效益突出。
由于該節能裝置方案在實船節油效果上的優異表現，獲得了船廠、船東的一致認可，現已也陸續裝船70余艘。2018年，“57000噸散貨船尾流前置預旋導輪及消渦鰭技術改造”項目以排名第一入選首屆國家節能中心“重點節能技術應用典型案例”。
展開 基于CFD數值方法，模型尺度與實船尺度模擬的設置與研究有很大的不同：
本次分享船研所陳建挺老師的報告《船舶水動力實尺度計算》
本文來自：與聽風來
三、水動力分析工具
水動力的分析包括主船體、附體和螺旋槳的優化，具體包括針對阻力的船形尺度優化、船首形狀參數的優化、船首或船尾側推形狀的優化、推進附體的形狀優化等。水動力優化既可以通過船模試驗進行分析，也可以利用水動力計算軟件等進行模擬，例如20世紀80年代末NSWCCD在優化驅逐艦的尾楔的水動力設計時，尾楔設計組合使用了船模試驗和XYZFS勢流計算程序預報，最終設計表明新尾鰭既降低了低速時一般尾楔產生的功率損失，最大航速時可減少6%的收到功率，并且每年可減少約2%的燃油消耗。
據了解，過去三十多年，CFD在船舶水動力領域的應用取得了諸多發展與進步，從最初解決動量方程等式、邊界層、半拋物線雷諾平均（RANS）方程發展到全雷諾平均方程、六自由度（6DOF）運動預報以及運動控制器。目前船舶水動力學計算的最新研究方向是在百億網格上對多尺度、多物質和多相位的船舶流體大渦模擬進行百億億次的計算。船舶水動力計算方法快速發展，包括建模、數值方法、高性能計算方法，這些計算方法的應用模型包括水動力、氣流和兩相流體求解器、紊流模型、界面模型、運動求解器、推進模型、海況或波浪模型等。水動力計算技術和方法的充分結合，促進了船舶水動力學在實船上的應用。
四、思 考
由于海軍艦船的要求與限制條件遠高于民船，除考慮壽命周期成本以外，其他方面比如螺旋槳振動和航向穩定性有時可能也屬于優先考慮因素，一些常規的首位形狀可以不適用。
展開 船舶與海洋工程水動力分析
-AQWA軟件入門與提高
什么是AQWA
ANSYS AQWA作為ANSYS船舶與海洋工程行業專用仿真工具，用于計算船舶與海洋工程水動力學性能問題功能完備。可滿足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潛水系統、停泊系統、救生系統等各種海面浮動結構的水動力學設計、分析需求。目前，AQWA已經整合到ANSYS Workbench平臺，用戶可以在workbench中建模、分網、求解與后處理。這種整合一方面使得水動力計算與結構計算可以在統一界面中完成，另一方面也可以實現不同求解器之間結果數據傳遞與模型信息繼承與共享。
課程內容
本場直播共分3講，超多課時，干貨多多，重點是免費，免費，免費！
老師還開啟了船舶與海洋工程水動力分析的線下專題課程
（點我了解線下專題課程）
第一講：目前主流商業水動力計算軟件情況介紹
直播時間：7月4日 19:00
WAMIT、AQWA、MOSES、Orcaflex以及其他軟件的介紹，包括主要應用領域、功能、軟件優劣勢等
第二講：經典AQWA建模
直播時間：7月11日 19:00
主要介紹通過經典ANSYS APDL建模和通過經典AQWA的Line plan功能建立船體模型。
第三講：經典AQWA水動力計算
直播時間：7月18日 19:00
介紹通過經典AQWA進行浮體水動力計算的流程，阻尼修正、結果查看與后處理。
展開 ANSYS AQWA作為ANSYS船舶與海洋工程行業專用仿真工具，用于計算船舶與海洋工程水動力學性能問題功能完備。可滿足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潛水系統、停泊系統、救生系統等各種海面浮動結構的水動力學設計、分析需求。目前，AQWA已經整合到ANSYS Workbench平臺，用戶可以在workbench中建模、分網、求解與后處理。這種整合一方面使得水動力計算與結構計算可以在統一界面中完成，另一方面也可以實現不同求解器之間結果數據傳遞與模型信息繼承與共享。
課程內容
本場直播共分3講，行業頂級專家，傾情奉獻，干貨多多，重點是免費，免費，免費！
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AQWA軟件入門與提高
第一講：目前主流商業水動力計算軟件情況介紹；
直播時間：7月4日 19:00
WAMIT、AQWA、MOSES、Orcaflex以及其他軟件的介紹，包括主要應用領域、功能、軟件優劣勢等
第二講：經典AQWA建模；
直播時間：7月11日 19:00
主要介紹通過經典ANSYS APDL建模和通過經典AQWA的Line plan功能建立船體模型。
第三講：經典AQWA水動力計算；
直播時間：7月18日 19:00
介紹通過經典AQWA進行浮體水動力計算的流程，阻尼修正、結果查看與后處理。
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船舶水動力的最新內容
航海領域仿真計算全景解析4個月前
height: 24px; line-height: 24px; padding: 3px 12px;"><p class="ql-table-cell-inner" data-table-id="uexehivex7" data-row-id="ha1lcwdikoi" data-col-id="e50916rbpbv" data-rowspan="1" data-colspan="1"><p> 船舶專業水動力
關鍵詞：GROMACS；酒精-水混合物；互溶性；分子動力學；氫鍵分析
背景介紹
酒精與水的互溶行為在化學、材料、生物醫藥等多個領域中具有重要意義。例如，藥物溶液設計、溶劑工程、生物膜相互作用等都依賴于對醇-水體系微觀結構的深入理解。傳統實驗雖然能觀察到宏觀性質變化，但在分子尺度上的機理揭示仍需借助分子動力學模擬。
本案例基于GROMACS軟件，模擬分析乙醇-水混合液體系的互溶過程與氫鍵網絡特征
本案例利用Fluent以美國國防高等研究計劃 署 (DARPA) 的標準 SUBOFF 全附體模型 ( 無螺旋槳 )
為研究對象展開靜態水動力仿真分析，并與相關實驗數據展開對比，發現計算結果較為接近。本案例所進行的設置十分簡單。通過此案例后續可以進一步對各種水下航行體模型展開計算，并通過改變攻角、添加螺旋槳等方式，進行更為復雜的水下航行體水動力仿真計算。
1 workbench 設置
研究背景與意義
潰壩現象是指大壩或堤壩結構因洪水、地震、人為破壞或結構本身缺陷等原因突然失效，壩內水體以劇烈的流態向下游泄流，往往造成災難性的后果。歷史上的潰壩事故，如1975年河南板橋水庫潰壩，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。因此，深入研究潰壩過程中的水動力學特性，建立精確的數值模型，對于預測洪災、制定應急預案以及大壩的設計與安全評估具有重大意義。
隨著CFD的快速發展，數值模擬技術逐漸成為研究潰壩問題的主要手段之一
船舶水動力學應用： 在某水動力學軟件中，通過UNAP的接入（主要使用了求解壓力和壓力修正方程的 代數多重網格算法 和求解速度等方程 的預條件穩定雙共軛梯度法 ），獲得了在代數求解過程中的自動多級并行能力，在神威·太湖之光超級計算機上完成了千萬級網格對標算例計算， 并行規模達到萬核級別，相對百進程 并行效率不低于50% ，經測試與商業軟件FLUENT相當。
軟件開展了大量系統性驗證，目前已用于多個實際工程問題的CFD仿真，具有以下優勢：
適用面廣
具備船舶快速性、操縱性、耐波性等船舶 CFD 應用問題的分析與評估能力；
功能完善
具備單相湍流、兩相湍流、慣性系、非慣性系、多參考系、六自由度運動、多計算域耦合、重疊網格、空化模擬、熱傳導模擬、造消波模擬及大規模并行計算等船舶水動力學問題的模擬和評估能力
水動力渦輪機_NACA_4424翼型
Assem1blade622.SLDASM
當前，水動力相關的研究與工程應用愈發依賴先進的技術手段。積鼎水動力仿真軟件，作為一款國產自主可控的專業且強大的數值模擬仿真工具，已在眾多領域嶄露頭角。在水利和水務行業，積鼎水動力仿真軟件不僅可為水利工程設計、防洪減災、水資源管理等領域提供的技術支持，更為水務行業的精細化管理帶來高效的解決方案。
積鼎水動力仿真軟件：助力水利水務行業設計及運維
1、高效預測，防患于未然
洪水、潰壩、泥石流等自然災害是水利行業面臨的重大挑戰之一
水動力模型與水文模型是水利工程與水文學研究中不可或缺的兩大工具。水動力模型著重于流體運動的動力學機制，通過一系列方程組捕捉水流的時空變化，而概念性水文模型則側重于流域尺度的水文循環過程，利用物理概念與經驗關系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構成了現代水文學與水資源管理領域的核心分析手段。積鼎科技結合了水文的產流機制和水動力的對流動的準確計算，創新研發CFDpro—水文水動力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預的基于二維不規則網格的精細化產匯流模型
船舶流體力學CFD軟件 NaViiX
NaViiX 是中國船舶科學研究中心聯合下屬中船奧藍托公司研發的具有完全自主知識產權的計算流體力學軟件，已初步實現主流商用CFD軟件船舶水動力學應用功能的基本覆蓋，基本滿足船舶水動力學常用需求。目前已經部署在國家超算互聯網平臺上，實現了國產軟件與國產硬件完全獨立自主的協同發展。
