船體
關(guān)注創(chuàng)建者：積葉成章 創(chuàng)建時間：2021-03-09
船體的視頻教程
AQWA軟件企業(yè)培訓(xùn)（2） 通過AGS-plan建立船體模型
包含的軟件實(shí)用技巧主要有： 1.批量通過AGS-line plan建立船體水動力模型； 2.通過AGS-line plan考慮船體縱傾； 3.Morison單元頻域線性化方法； 4.使用librium進(jìn)行穩(wěn)定性分析； 5.Fer結(jié)果的極值估計(jì)； 6.經(jīng)典AQWA的批處理運(yùn)行； 7.駐波抑制單元的建立； 8.通過AQWA-WAVE進(jìn)行波浪載荷傳遞
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lsdyna水下爆炸對船體的沖擊
利用hypermesh聯(lián)合lsdyna建立了水下爆炸對船體沖擊影響的案例，模型中包括船體，貨物，鋼筋，炸藥，空氣，水這些部件，網(wǎng)格劃分用的hypermesh，關(guān)鍵字添加用的lspp。本案例為詳細(xì)的建模教學(xué)，附件中包含幾何模型文件，網(wǎng)格文件以及k文件，供大家學(xué)習(xí)。
￥240 56分鐘 266播放
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AQWA軟件企業(yè)培訓(xùn)（9） Workbench AQWA建模、分析與批處理
包含的軟件實(shí)用技巧主要有： 1.批量通過AGS-line plan建立船體水動力模型； 2.通過AGS-line plan考慮船體縱傾； 3.Morison單元頻域線性化方法； 4.使用librium進(jìn)行穩(wěn)定性分析； 5.Fer結(jié)果的極值估計(jì)； 6.經(jīng)典AQWA的批處理運(yùn)行； 7.駐波抑制單元的建立； 8.通過AQWA-WAVE進(jìn)行波浪載荷傳遞
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船體的實(shí)例教程
1引言
在現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，船體的振動問題一直是確保航行安全與乘員舒適的重要課題。船舶在行駛過程中，除了受風(fēng)浪等外部自然載荷的影響外，船上動力系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備以及貨物的振動也會對船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜的動態(tài)效應(yīng)。過度振動不僅可能導(dǎo)致船體產(chǎn)生顯著的變形、較高的振動速度和加速度，還會引發(fā)噪聲問題，對船上人員的健康構(gòu)成潛在威脅，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)結(jié)構(gòu)疲勞、裂紋擴(kuò)展以及安全事故。
近年來，隨著船舶結(jié)構(gòu)形式和工況要求的不斷提高，非對稱船體梁的振動問題引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。尤其在波浪載荷等動態(tài)激勵作用下，大型非對稱船舶往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的振動響應(yīng)。因此，對非對稱船體梁振動響應(yīng)的分析對實(shí)際工程設(shè)計(jì)、壽命評估以及安全性驗(yàn)證具有重要參考價(jià)值。
本文主要參考了哈爾濱工程大學(xué)碩士研究生郝晨偉的學(xué)位論文中有關(guān)非對稱船體振動分析的相關(guān)內(nèi)容。對對稱和非對稱船體梁兩種模型進(jìn)行模態(tài)計(jì)算和比較。并將國產(chǎn)自主有限元軟件 iSolver 的計(jì)算結(jié)果與國外商業(yè)軟件 Abaqus 的結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)對比，從而驗(yàn)證了 iSolver 在復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動分析中的高精度、高可靠性以及良好的工程適用性。以下內(nèi)容詳細(xì)介紹了模型建立、計(jì)算過程、結(jié)果分析以及總結(jié)。
2模型建立
為全面評估非對稱因素對船體梁振動性能的影響，本文分別建立了對稱船體梁模型和非對稱船體梁模型。兩者在基本結(jié)構(gòu)參數(shù)上均采用相同的橫截面尺寸和基本幾何形狀，但在局部結(jié)構(gòu)布置上存在明顯差異，以體現(xiàn)非對稱設(shè)計(jì)對動態(tài)響應(yīng)的影響。具體模型參數(shù)如下：
· 船體梁基本尺寸：寬 14 m，高 10 m，梁長 100 m。
· 隔板布置：底部隔板距船體梁底部 3 m；上層隔板距頂部甲板 3 m。船板的厚度均為 0.1 m，且模型兩端均為封閉。
展開 摘要：本文基于安世亞太自主研發(fā)的PERA SIM Fluid流體仿真軟件，以船體為研究對象，采用VOF多相流模型，計(jì)算了其在靜水中的行駛阻力，獲得了船行波的變化特性以及阻力數(shù)值，并與成熟的CFD軟件對比，驗(yàn)證了國產(chǎn)仿真軟件PERA SIM Fluid的精確性和可靠性。
關(guān)鍵詞：船舶，VOF，CFD，PERA SIM Fluid
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引言：船舶在航行過程中會受到流體（水和空氣）阻止它前進(jìn)的力，這種與船體運(yùn)動相反的作用力稱為船的阻力，為了使船舶保持一定的航速，必須對船舶提供推力以克服所受的阻力。
船體周圍的流動情況是相當(dāng)復(fù)雜的，但主要有以下三種現(xiàn)象：
首先，船體在運(yùn)動過程中興起波浪，由于波浪的產(chǎn)生，改變了船體表面的壓力分布情況。船首的波峰使首部壓力增加，而船尾的波谷使尾部壓力降低，于是產(chǎn)生首尾流動壓力差。這種由興波引起的壓力分布的改變所產(chǎn)生的阻力稱為興波阻力。
其次，當(dāng)船體運(yùn)動時，由于水的粘性，在船體周圍形成邊界層，從而使船體運(yùn)動過程中受到粘性切應(yīng)力作用，亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力，它在運(yùn)動方向的合力便是船體摩擦阻力。
另外，在船體曲度驟變處，特別是較豐滿船的尾部，常會產(chǎn)生漩渦。產(chǎn)生漩渦的根本原因也是水具有粘性，漩渦處的水壓力下降，從而改變了沿船體表面的壓力分布情況。這種由粘性引起船體前后壓力不平衡而產(chǎn)生的阻力稱為粘壓阻力。
因此按產(chǎn)生阻力的物理現(xiàn)象分類，船體總阻力由興波阻力、摩擦阻力和粘壓阻力三者組成。
圖1 船體阻力
船舶阻力與造船工程實(shí)際密切聯(lián)系，對設(shè)計(jì)性能良好的船舶具有重要意義，采用CFD方法模擬船體周圍的流場，得出阻力數(shù)值和流場的流動細(xì)節(jié)，能夠進(jìn)行實(shí)尺度模擬，省時省力。
展開 指定垂直于船體表面的邊界層網(wǎng)格達(dá)到 30 到 80 之間的 y+ 值。鑒于本研究中涵蓋的弗勞德方案的多樣性，為每個計(jì)算速度生成了新網(wǎng)格。在每個模擬的最后階段，自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化與船體附近的自由表面標(biāo)準(zhǔn)一起使用，以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。最終的網(wǎng)格由大約 5 到 750 萬個單元組成。
在模擬中，推進(jìn)力被建模為作用在噴水器動作中心的力。空氣阻力被建模為施加在正面投影區(qū)域中心的力。
55 節(jié)時的波型（左）、不同船體站的船首波浪剖面以及 55 節(jié)時船體上的流體動力壓力（右）。
模型測試
船體模型由涂有油漆的泡沫和木材制成。它具有符合 1:16 線性比例的流體動力學(xué)光滑表面光潔度。在湍流刺激下，從船首到第 17 站，細(xì)沙粒沿著龍骨粘在船體上。
阻力測試是使用 MARINTEK 的高速鉆機(jī)拖曳的模型進(jìn)行的，包括阻力、縱傾和下沉測量。在測試設(shè)置中，模型可以自由起伏、橫搖和縱傾，但在所有其他自由度上都是固定的。
空氣阻力對吃水線以上投影面積的影響包含在基于船舶投影面積的預(yù)測中。
船體和波型的底部和透視圖。
轉(zhuǎn)換為總船舶阻力
使用形狀因子方法將船體模型（數(shù)字或?qū)嶒?yàn)）轉(zhuǎn)換為全尺寸船舶。該方法假設(shè)總阻力可分為粘性阻力和剩余（由于渦度、興波和破波）阻力 CR。粘性阻力是通過將摩擦阻力 CF 乘以恒定形狀系數(shù) k0 來確定的，這對于模型和船舶是相同的。此外，假定模型和船舶的剩余電阻 CR 相同。
將數(shù)值或?qū)嶒?yàn)結(jié)果換算成船舶總阻力RTs時，通過經(jīng)驗(yàn)公式考慮船體表面粗糙度的影響。結(jié)果以無量綱總船舶阻力 CT 的形式表示。
結(jié)果
下表比較了從模型試驗(yàn)方法和 CFD 方法獲得的預(yù)測總船舶阻力。對于所有速度，結(jié)果一致在 0.7% 以內(nèi)。水動力縱傾角在 0.5 度以內(nèi)一致。
展開 目標(biāo)是NAPA IGS文件以及其它一些CAD軟件（Rhino等）輸出的幾何，我們研發(fā)出了針對船體曲面特征的縫合修復(fù)技術(shù)-BRep，Brep技術(shù)可以生成一個完全封閉的船體幾何，通過它再創(chuàng)建流體計(jì)算域就沒有任何問題了。
這種方法使用起來非常方便， 它是通過Feature來實(shí)現(xiàn)調(diào)用，用戶只需要選擇船體幾何文件并設(shè)置相應(yīng)的流體域邊界即可。如果需要STL輸出格式，還可以酌情調(diào)整面網(wǎng)格精度，同時船體甲板和艉封板面也已經(jīng)通過角度閥值（split-by-angle）自動區(qū)分開來。
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展開 創(chuàng)建適合的船體形狀，符合穩(wěn)定性要求，最大程度減少供電需求，并保證船員與乘客在各種海洋狀況下的舒適度。對梁和板結(jié)構(gòu)初步進(jìn)行建模和應(yīng)力分析，確保符合寬厚度的前提下，最大程度減少結(jié)構(gòu)重量。
MAXSURF 幫您重新定義任意規(guī)格船舶的卓越設(shè)計(jì)。選擇適合您項(xiàng)目需要的版本：
MAXSURF – 開發(fā)使用多達(dá) 20 個 NURBS（非均勻有理基礎(chǔ)樣條曲線）表面的小型船舶的最優(yōu)設(shè)計(jì)
MAXSURF Advanced – 使用大量動態(tài)修剪的三維 NURBS 表面為船體、附件和上部構(gòu)造建模，從而優(yōu)化更大型、更復(fù)雜的船舶設(shè)計(jì)。為您的船舶建造團(tuán)隊(duì)提供各種功能，用于設(shè)計(jì)電力、航海、商業(yè)或由鋼鐵、鋁或復(fù)合材料制成的船舶。
MAXSURF Enterprise – 通過為 MAXSURF Advanced 擴(kuò)展基于概率的破損穩(wěn)定性、高級的運(yùn)動預(yù)報(bào)和動態(tài)結(jié)構(gòu)分析，以滿足最嚴(yán)苛的要求。
軟件功能
評估船舶合規(guī)性
使用集成的分析工具，確保遵循國際穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)并平衡各項(xiàng)船舶性能要求。執(zhí)行各種分析，其中包括完整性和破損穩(wěn)定性、動力和阻力計(jì)算、船體運(yùn)動預(yù)測和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析。
為海洋船舶建模
通過使用向?qū)Ш徒换ナ讲輬D工具，為任何類型的船舶創(chuàng)建復(fù)雜的三維船體外型。借助易于使用的工具對模型做出經(jīng)測量的更改，系統(tǒng)地探索設(shè)計(jì)備選方案。應(yīng)用轉(zhuǎn)換，提高初始船體設(shè)計(jì)過程的生產(chǎn)率。
建模海洋船舶 - 單體船
為海洋船舶（多體船）建模
優(yōu)化容器設(shè)計(jì)
借助團(tuán)隊(duì)針對三維通用參數(shù)化模型并發(fā)執(zhí)行的建模，快速執(zhí)行船體外型變更和分析。借助統(tǒng)一圖形環(huán)境內(nèi)的流暢數(shù)據(jù)流，輕松可視化和評估設(shè)計(jì)備選方案。
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船體的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
船體的最新內(nèi)容
火工平臺是船廠專用設(shè)備，用于船體板材的熱加工成型，能夠承受高溫和沖擊，對耐熱性要求很高。
三坐標(biāo)測量機(jī)平臺帶有精和密網(wǎng)格螺紋孔，專門為三坐標(biāo)測量機(jī)設(shè)計(jì)，提供高精度的測量基準(zhǔn)。
五、材質(zhì)與工藝特點(diǎn)
鑄鐵平臺通常采用HT200至HT300高強(qiáng)度鑄鐵材質(zhì)，硬度在HB170至240之間。核心工藝特點(diǎn)包括以下幾個方面。
避免長期壓置導(dǎo)致變形
維護(hù)保養(yǎng)
每天使用完畢需擦凈工作面，涂上防銹油
長期不用時建議涂黃油、鋪白紙，并用木板罩保護(hù)
避免在潮濕、腐蝕、過高或過低溫度環(huán)境下存放
定期檢定精度，檢定周期一般為1年
四、應(yīng)用領(lǐng)域
鑄鐵焊接平臺廣泛應(yīng)用于多個工業(yè)領(lǐng)域：
機(jī)械制造：機(jī)床配件、齒輪箱體焊接
汽車制造：發(fā)動機(jī)支架、底盤連接件焊接
鋼結(jié)構(gòu)工程：大型結(jié)構(gòu)件焊接拼裝
船舶制造：船體分段焊接
工程上也有很多屈曲的現(xiàn)象，譬如火箭發(fā)射過程中，由于火箭加速產(chǎn)生的巨大軸向載荷（如發(fā)射時的加速度可達(dá)數(shù)十倍重力加速度），會導(dǎo)致細(xì)長結(jié)構(gòu)（如箭體或儲箱）因穩(wěn)定性不足而彎曲，又譬如船舶在波浪中航行時，船體因波浪起伏產(chǎn)生巨大的縱向彎曲應(yīng)力，導(dǎo)致中拱或中垂?fàn)顟B(tài)，引發(fā)肋骨或甲板的屈曲。
</h2><h3>船體水動力與阻力性能仿真（核心）</h3><p class="ql-table-wrapper" data-table-id="ym772nshwzs"><table data-table-id="ym772nshwzs" class="ql-table" cellpadding="0" cellspacing="0" data-full=""><colgroup><col width
船舶螺旋槳流動模擬5個月前
船舶螺旋槳流動模擬Flow-Simulation-Ship-Propeller.cfx
船舶需要推力才能前進(jìn)，這可以通過旋轉(zhuǎn)船體后方的螺旋槳產(chǎn)生。傳統(tǒng)上，預(yù)測螺旋槳推力和扭矩需要進(jìn)行模型試驗(yàn)，但這耗時費(fèi)力，需要人力和空間，而且成本高昂。相比之下，流體動力學(xué)設(shè)計(jì)可以采用流體動力學(xué)模擬，因?yàn)樗芟鄬?jié)省時間、人力和空間。
作為美洲杯帆船賽的常客，Luna Rossa團(tuán)隊(duì)在新型帆船研發(fā)中，需要在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下實(shí)現(xiàn)船體輕量化。借助Multiscale Designer，團(tuán)隊(duì)完成了連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料船體部件的多尺度建模，通過正向建模方法優(yōu)化纖維鋪層方向與含量，并將仿真模型直接導(dǎo)入OptiStruct進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
該系統(tǒng)由地面（或碼頭）端的發(fā)射模組與船體端的接收模組共同構(gòu)成。
當(dāng)無人船完成任務(wù)或電量低于閾值時，可自動導(dǎo)航至部署在碼頭或特定浮標(biāo)平臺的充電塢。通過我們獨(dú)有的精準(zhǔn)定位與引導(dǎo)算法，船體接收端能與發(fā)射端實(shí)現(xiàn)厘米級的高精度對準(zhǔn)。隨后，系統(tǒng)在特定頻率下發(fā)生磁共振，電能得以高效、安全地穿過空氣甚至少量水汽，為船載電池進(jìn)行充電。
除了課堂14個經(jīng)典流固耦合相關(guān)的實(shí)操模型，以下VIP模型inp文件，也可領(lǐng)取~
水桶跌落
雨傘-顆粒流耦合
矢量噴管
顆粒打包運(yùn)輸
波浪船體耦合
報(bào)名培訓(xùn)即可領(lǐng)取以上5個Abaqus VIP模型inp文件。
課程亮點(diǎn)
本地耦合（基于 Abaqus/CFD）
共軛傳熱、基礎(chǔ)流固相互作用（需適配 6.10-2016 版本）
拆解版本限制下的操作技巧，搭配溫度場仿真案例演示
多物理場（基于 CEL/SPH/ALE）
高速流體沖擊、高速彈體入水、波浪船體耦合
本地耦合（基于 ABAQUS/CFD）
基礎(chǔ)流固耦合分析（如共軛傳熱），需適配 6.10-2016 版本
針對版本限制提供專屬操作技巧，搭配實(shí)際案例演示，確保低版本軟件也能高效完成分析
多物理場（基于 CEL/SPH/ALE）
高速流體沖擊、彈體入水、波浪船體耦合等復(fù)雜場景
