帆船設計的案例
利用HyperWorks進行帆船碳纖維復合材料內飾頂板優化設計
行業：船舶
挑戰：為 Alex Thomson 的 “HUGO BOSS” 號 IMOCA 60 級帆 船量身設計一個滑動內飾頂 板。
Altair 解決方案：Altair 產品設計咨詢團隊 (ProductDesign) 進行兩階段 綜合優化的虛擬開發過程。
優點：滑動內飾頂板的設計在材料預 算和限定開發時間內完成。
背景介紹
無論是專業級還是休閑型帆船產業在工程角度來說都是一個有趣的領域。尤其 是在世界級最具挑戰的環境下使用的高性能帆船相對于休閑型帆船，更需要高水平 的工程設計。在60級帆船中，帆船通常都是“獨一無二”量身定制的產品。大多數 的組件都是為某艘特定的帆船單獨設計和生產的，而且不會批量生產，因此每一艘 帆船都可以看作是一個原型，通過工程師豐富的工程經驗實現帆船性能的最大化。
為了成功生產和制造一艘帆船，并且達到AlexThomson這次單人環球航海賽 （VendéeGlobe）的要求，設計員和工程師必須保證首次設計的正確性，因為沒有過多的精力和時間用來修改。帆船必須在輕盈的同時保證足夠結實，而且速度要快，至少和競賽中速度一樣，當然越快越好。帆船的穩定性要好、船身結實和安全性高，并且它的設計能夠有效地幫助帆船在水面穿行時進行加速。
為了達到這些嚴格標準，當今帆船的建造幾乎都采用復合材料，以保證重量、強度和適用性這些優勢。然而，了解如何最高效地利用這些材料需要復合材料領域內豐富的知識和經驗，以及相關行業，如賽車行業多年的磨練。
為了充分利用復合材料的優勢，加快實現帆船設計過程的優化，賽艇設計員使用虛擬開發方法進行設計、分析、優化和測試，然后再生產。這種方法能夠節省時間和金錢，而且減少船行在水上的壓力。
展開 帆船復合材料船體結構優化設計(新)
在船型結構優化設計中一般需對結構靜態分析（應力，屈曲）、結構斷裂和疲勞、結構動態響應特性、結構材料進行優化。此例通過優化帆船船體7大主要部位的復合材料纖維走向角（fiber orientation angles），總計21個設計參數，降低帆船內部和船肋框體-船底（frame-floor）的最大應力值,內部應力值經可能小，優化策略；DOE random，64個體，MOGA，20代進化。
Cadence 計算流體力學（CFD）解決方案
最炫酷的是，使用 Fidelity CFD 設計的帆船還在美洲杯帆船賽上拔得頭籌。Cadence CFD 解決方案提供了多學科技術，幫助帆船設計團隊分析和模擬真實場景，使他們能夠在樣船首次下水之前就能確定最佳設計方案，最大程度提升其性能。幫助參賽的船只在比賽中占據領先地位。
Cadence 致力于通過長期在計算軟件方面的核心競爭力來推動系統創新。我們的計算流體力學解決方案是履行這一承諾的重要一環。具備業界領先的網格劃分方法，以及強大的求解器和后處理能力，用戶很快就會發現，計算流體力學就是“Cadence 流體力學”。
隨著 Fidelity CFD 的推出，并依托幾十年來在智能系統設計（Intelligent System Design?）技術方面積累的經驗，Cadence 已經準備好開發和實現廣泛的流體仿真技術，以滿足客戶未來幾年特定的計算需求。
Damen Shipyards designed with Cadence
關于 Cadence
Cadence 在計算系統領域擁有超過 30 年的專業經驗，是電子系統設計產業的關鍵領導者。基于公司的智能系統設計戰略，Cadence 致力于提供軟件、硬件和 IP 產品，助力電子設計概念成為現實。Cadence 的客戶遍布全球，皆為最具創新能力的企業，他們向超大規模計算、5G 通訊、汽車、移動、航空、消費電子、工業和醫療等最具活力的應用市場交付從芯片、電路板到完整系統的卓越電子產品。Cadence 已連續八年名列美國財富雜志評選的 100 家最適合工作的公司。如需了解更多信息，請訪問公司網站 cadence.com。
展開 使用 Numeca 進行水翼設計在海洋工業中掀起波瀾
根據 Bloxom 的說法， “TF10 和 SuperFoiler 受益于我們使用 FINE/Marine，我們優化了匕 首板和舵升降舵，運行船體流體動力 VPP 輸入矩陣，并驗證/校準了我們用于運行大型、千點，水翼設計矩陣?！?TF10 箔的早期候選設計的自由表面高程
TF10 箔的早期候選設計的水下壓力視圖
TF10 三體船的目標是讓所有水手都能使用美洲杯帆船賽的帆船技術。TF10 的水翼設計為根據航行條件放下或縮回。然而，為了簡化操作，水手們可以在 TF10 中航行一整天，而不必收回水翼。
至于 SuperFoiler，這個 Morrelli & Melvin 項目的特點是高科技設計應用于創建一個不符合任何現有幾何形狀的容器。SuperFoiler 是一艘“單一設計的船”，這意味著它是 2018 年 SuperFoiler 大獎賽中唯一使用的設計。六支隊伍將每人駕駛一艘設計相同的船只參賽，船員的技能將決定獲勝者。
Morrelli & Melvin 是 SuperFoiler Grand Prix 的重要合作伙伴。根據 Bloxom 的說法，“我們是 SuperFoiler 的主要設計師/工程師，從流體動力學到結構復合材料設計，并與鉆機和帆船制造商合作制定航行計劃?！?大型箔水力矩陣和初始流固耦合在 3D 提升線工具中運行，結果通過 Numeca FINE 進行驗證/Marine 在較少的點數上運行。
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HyperWorks 幫助開發 2009 沃爾沃環球帆船賽獲獎帆船
行業：船舶
挑戰：在預設的時間內開發出結構 優化的帆船，并且考慮沃爾沃 環球帆船賽挑戰的各種約束 條件。
Altair 解決方案：利用HyperWorks進行帆船相關 結構的有限元分析和優化實現 了強度、剛度、質量等性能最佳 化為目標的整體結構設計和多 級優化。
優點：在帆船多個重要的結構部件取得 10%的減重效果；縮短開發周期節約時間；在建造之前定義和優化結構
背景介紹
ABstructures 使用HyperWorks 系列CAE 軟件設計和優化沃爾沃環球帆船 賽獲獎帆船 Ericsson 4 的結構。
該帆船船長 Torben Grael 于 2009 年 7 月 27 日在俄羅斯圣彼得堡宣布取得 沃爾沃環球帆船賽的勝利。本次比賽歷時 8 個月，在最嚴苛的情況下環球航行了 37,000 海里。ABstructures 在 Ericsson 3 的開發中已經使用了仿真軟件 HyperWorks。在兩艘 Ericsson 帆船中廣泛使用 HyperWorks 進行碳纖維結構的 設計和優化。與 2004 年完成的沃爾沃環球帆船賽使用的老一代帆船相比，新一 代帆船的基礎結構得到了提升。通過將頂尖 CAE 技術和豐富的實踐經驗相結合 ABstructures 在世界各個區域發布了輕量化結構的最佳設計。
挑戰
在預設的時間內開發出結構優化的帆船，并且考慮沃爾沃環球帆船賽挑戰 的各種約束條件，例如沃爾沃 Open70 規則規定龍骨重量在 6.0-7.4 噸之間，游 艇的整體重量近 14 噸。
“沃爾沃 Open70 規則旨在制造快速單桅單龍骨船。要適合最高水平的長 距離海上競賽，安全和自足是最重要的。
展開 Cadence 新一代高性能、高精度多物理場仿真軟件平臺 Fidelity CFD
而船舶水動力應用中最引人注目的莫過于美洲杯帆船賽，其被用于設計了美洲杯的冠軍帆船。詳情可閱讀 Cadence CFD 解決方案助力美洲杯帆船賽參賽隊，優化其水動力學性能。
Cadence 公司 NUMECA 事業部銷售總監 Joris Vanherzeele 表示：“我們已經參與了多屆美洲杯賽事。上個月的第 36 屆美洲杯和往常一樣，進入到了雙方攻守的僵持期。新西蘭酋長隊作為防守方迎戰意大利隊 Luna Rossa。賽事異常激烈，但我們參與設計的帆船又一次站上了巔峰。我記得有一年的決賽雙方是新西蘭酋長隊與美國甲骨文隊，兩隊都采用了我們的工具，所以不管誰贏，我們都又一次站上了巔峰?！? 關于 Cadence
Cadence 在計算軟件領域擁有超過 30 年的專業經驗，是電子系統設計產業的關鍵領導者?；诠镜闹悄芟到y設計戰略，Cadence 致力于提供軟件、硬件和 IP 產品，助力電子設計從概念成為現實。Cadence 的客戶遍布全球，皆為最具創新能力的企業，他們向超大規模計算、5G 通訊、汽車、移動設備、航空、消費電子、工業和醫療等最具活力的應用市場交付從芯片、電路板到完整系統的卓越電子產品。Cadence 已連續八年名列美國財富雜志評選的 100 家最適合工作的公司。如需了解更多信息，請訪問公司網站 cadence.com。
? 2022 Cadence Design Systems, Inc.
展開 世界首座地下負80米摩天大樓橫空出世！建設過程超乎想象
2018年11月15日，世界建筑設計史再次被中國改寫，人類首座建設在地下80米處的摩天大樓投入使用。這座地下“摩天大樓”就是上海的新地標--世茂深坑酒店。
普通的摩天大樓都是從地面向空中建設的，而這座大樓是從地下80米開始建設，一部分樓體在水下，大樓一直建到樓頂才剛剛出地面。今天，我們一起來看看這座奇葩的“高層建筑”。
▲投入使用的深坑酒店
這座世界唯一的“深坑酒店”位于上海佘山，是全球海拔最低的酒店，和迪拜帆船酒店同時入選世界十大建筑奇跡中的兩大酒店類奇跡。
那么，為什么要建設一座深坑酒店呢？
最主要的原因是這里原來就有個大坑。大坑是解放前日本侵略者留下的一個采石場，后來廢棄成一個丑陋而危險的深坑。
▲深坑
這個深坑位于上海松江境內佘山的南側，是歷史遺留下來的的環境“傷疤”。深坑近似圓形，上寬下窄，面積約36800平方米，約5個足球場大小，最深處深度約為88米。其周長約1公里，東西向長度為280米左右，南北向寬度為220米左右，崖壁陡峭，斜坡角度約80度。
長期以來，誰也不知道這個深坑會有什么用。2006年，世茂集團看上了這個十分便宜的大坑，決定在廢棄的采石坑中建造一座五星級酒店。
▲深坑
要在這個大坑中建一個酒店，被好多人認為是不切實際的奇思妙想。他們認為，即使能夠建成酒店，也不會有人愿意住在這個有偏僻又潮濕的深坑里。世茂集團卻不這么看，他們希望把深坑酒店建設成一棟世界知名的建筑甚至是景區，從而來吸引大家來住宿休閑。
深坑酒店項目聘請了世界頂級的設計師，這就是設計迪拜帆船酒店的湯姆·賴特操刀設計。這使得深坑酒店的名氣大增。
深坑酒店于2009年8月8日開工，但由于建設十分復雜，到了2013年才啟動實質性建設。酒店的建設前后歷經8年多時間，投資了6億元。
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