水動力性能的案例
【數(shù)值模擬】基于改進體積力法的導(dǎo)管螺旋槳水動力性能
表 1 導(dǎo)管螺旋槳推力計算方法驗證
04 計算結(jié)果與分析
（1）基于改進體積力法的導(dǎo)管螺旋槳敞水水動力性能
使用經(jīng)流量修正和分布修正的改進螺旋槳體積力模型對 No.19A+Ka4-70 導(dǎo)管螺旋槳進行敞水水動力性能數(shù)值模擬?？傆[圖 6，發(fā)現(xiàn)經(jīng)流量修正的均布形式的改進體積力法和經(jīng)流量修正的分布 2 形式的改進體積力法所得導(dǎo)管螺旋槳的各參數(shù)皆與試驗值吻合較好。
圖 6 基于改進體積力法的導(dǎo)管螺旋槳敞水性能曲線對比
（2）基于改進體積力法的艇?導(dǎo)管螺旋槳耦合水動力性能
將導(dǎo)管螺旋槳體積力模型與實體導(dǎo)管螺旋槳模型搭配回轉(zhuǎn)體后的仿真值進行了對比，以進一步研究艇后改進體積力法1和改進體積力法2的適用性。
展開 基于改進體積力法的導(dǎo)管螺旋槳水動力性能數(shù)值研究
總之，改進體積力法整體上可以較好地實現(xiàn)對敞水導(dǎo)管螺旋槳水動力數(shù)值的模擬，優(yōu)于傳統(tǒng)螺旋槳體積力法，可為準(zhǔn)確模擬艇體?導(dǎo)管槳（體積力）耦合水動力奠定基礎(chǔ)。
5.2基于改進體積力法的艇?導(dǎo)管螺旋槳耦合水動力性能
導(dǎo)管螺旋槳體積力模型的提出最終是為了提高搭配導(dǎo)管螺旋槳的航行器數(shù)值模擬的精度和效率，故本節(jié)將導(dǎo)管螺旋槳體積力模型與實體導(dǎo)管螺旋槳模型搭配回轉(zhuǎn)體后的仿真值進行了對比，以進一步研究艇后改進體積力法1和改進體積力法2的適用性。模擬時，組合體保持靜止，螺旋槳轉(zhuǎn)速恒定為1500r/min，通過改變來流速度計算不同工況下的水動力性能。槳推力、導(dǎo)管推力、回轉(zhuǎn)體阻力和質(zhì)量流量Q的性能曲線如圖12所示。圖中：實體導(dǎo)管槳表示實體導(dǎo)管螺旋槳模型搭配回轉(zhuǎn)體的工況；下標(biāo)B表示艇后工況，以區(qū)別于敞水工況；下標(biāo)1，2，G分別表示改進體積力法1、改進體積力法2和Goldstein分布方法。
由圖12可見，相較艇后實體導(dǎo)管螺旋槳工況，基于Goldstein分布方法、改進體積力法1和改進體積力法2的槳推力的平均相對誤差分別為?12%，1.3%和14.0%；基于改進體積力法1和改進體積力法2的導(dǎo)管推力、質(zhì)量流量Q，尤其是回轉(zhuǎn)體阻力fm，皆與艇后實體導(dǎo)管螺旋槳相應(yīng)的仿真值吻合較好，相對誤差僅約0.5%，與Goldstein分布方法相比精度提升較大。質(zhì)量流量模擬的準(zhǔn)確性不僅影響著導(dǎo)管推力，還影響著回轉(zhuǎn)體尾部壓力場（回轉(zhuǎn)體阻力）。采用改進體積力法準(zhǔn)確預(yù)報艇體?導(dǎo)管螺旋槳的耦合水動力可為模擬水下航行器的操縱性動態(tài)打下基礎(chǔ)。另外，由圖12（b）～圖12（d）可見，隨著來流速度逐漸增大，基于Goldstein分布方法的導(dǎo)管推力TD、回轉(zhuǎn)體阻力fm和質(zhì)量流量Q與實體螺旋槳模型間的誤差逐漸減小。
展開 學(xué)術(shù)論文|面向深遠(yuǎn)海的新型海上風(fēng)力機浮式平臺水動力性能研究
綜合對比新平臺與經(jīng)典半潛式與單柱式平臺水動力性能，該新型浮式平臺能夠明顯優(yōu)化水動力系數(shù)，在受到外部載荷后具有較好的恢復(fù)能力；新型浮式平臺相較于半潛式平臺能夠明顯降低垂蕩峰值與其對應(yīng)波浪頻率，降低發(fā)生垂蕩共振的可能性。
3）海上風(fēng)力機浮式平臺水動力性能研究共性結(jié)論表明，上述3種浮式平臺所受一階波浪力與力矩大小均主要取決于平臺各向的投影面積，應(yīng)在設(shè)計與施工時盡量保證波浪與浮式平臺正向平行，以避免產(chǎn)生過大的側(cè)向波浪力；多立柱式平臺垂蕩附加質(zhì)量明顯大于單柱式平臺，縱搖與橫搖附加質(zhì)量與平臺重心高度有關(guān)；多浮體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜使得各向輻射阻尼明顯大于單柱式平臺，且在波頻范圍內(nèi)更加明顯。
展開 【技術(shù)】潛艇船首形式的水聲學(xué)和水動力學(xué)優(yōu)化
潛艇的水下阻力特性和輻射噪聲特性是衡量潛艇性能的重要指標(biāo)，需要盡可能優(yōu)化。本次研究的主要目的是利用高保真的 CFD 模擬和自動化的工作流程，通過優(yōu)化船首形式來提高潛艇的水聲和水動力性能。
前 言
潛艇自發(fā)噪聲的來源可分為三大類。螺旋槳噪聲是當(dāng)潛艇航速達(dá)到足以產(chǎn)生空泡時，由潛艇螺旋槳產(chǎn)生的噪聲。水動力噪聲包括潛艇在水中運動產(chǎn)生的各種噪聲源。機械噪聲是由潛艇上的推進、操縱和輔助機械產(chǎn)生的噪聲。水動力噪聲是主要的噪聲源，也是本次研究的主要研究對象。而潛艇模型是基于稱為DARPA SUBOFF的標(biāo)準(zhǔn)幾何模型。
本次研究利用高保真的CFD求解器 STAR-CCM + 求解流動的非定常RANS方程 和水聲學(xué)的 Ffowcs-William 和 Hawkings (FW-H)方程，開發(fā)了一個迭代設(shè)計過程，以降低水動力噪聲水平。利用CAESES軟件創(chuàng)建艇體的參數(shù)化幾何模型，由此，艇體的變體模型可以在搭建的自動化工作流程中被自動化的創(chuàng)建和利用。潛艇船首的形狀已用下列方程參數(shù)化，該方程創(chuàng)建了一條對稱曲線:
*參數(shù)化的對稱船首
多目標(biāo)優(yōu)化的目的是減少船體的總阻力以及螺旋槳槳轂后一米處產(chǎn)生的噪聲。所選擇的優(yōu)化方法有一個使用 Sobol 算法的 DoE 初始步驟，得到的結(jié)果用作輸入，然后使用大家熟知的開放源碼 Python 庫中的LinearNDInterpolator方法建立代理模型。最后，用 NSGA-II 算法對目標(biāo)函數(shù)進行求解。CAESES 軟件本身包含一個算法庫，算法有 Sobol 和 NSGA-II等。
展開 
【專題研究】美國海軍艦船的水動力設(shè)計與優(yōu)化簡介
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(yōu)化，具體包括針對阻力的船形尺度優(yōu)化、船首形狀參數(shù)的優(yōu)化、船首或船尾側(cè)推形狀的優(yōu)化、推進附體的形狀優(yōu)化等。水動力優(yōu)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(jì)80年代末NSWCCD在優(yōu)化驅(qū)逐艦的尾楔的水動力設(shè)計時，尾楔設(shè)計組合使用了船模試驗和XYZFS勢流計算程序預(yù)報，最終設(shè)計表明新尾鰭既降低了低速時一般尾楔產(chǎn)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(jù)了解，過去三十多年，CFD在船舶水動力領(lǐng)域的應(yīng)用取得了諸多發(fā)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(fā)展到全雷諾平均方程、六自由度（6DOF）運動預(yù)報以及運動控制器。目前船舶水動力學(xué)計算的最新研究方向是在百億網(wǎng)格上對多尺度、多物質(zhì)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(fā)展，包括建模、數(shù)值方法、高性能計算方法，這些計算方法的應(yīng)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(shù)和方法的充分結(jié)合，促進了船舶水動力學(xué)在實船上的應(yīng)用。
四、思 考
由于海軍艦船的要求與限制條件遠(yuǎn)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(wěn)定性有時可能也屬于優(yōu)先考慮因素，一些常規(guī)的首位形狀可以不適用。
展開 Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機械（一）
本案例利用Fluent中的MRF模型，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了仿真計算。該案例僅對螺旋槳的穩(wěn)態(tài)計算進行了簡單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關(guān)設(shè)置。
本文僅計算了進速系數(shù)為0.4的工況，計算結(jié)果與相關(guān)實驗較為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
3 FLUENT MESHING設(shè)置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進行劃分。
具體網(wǎng)格劃分設(shè)置如下：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置
由于是MRF靜態(tài)求解問題，此處設(shè)置為穩(wěn)態(tài)計算模式。
4.2 材料定義
本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。
4.3 模型設(shè)置
采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區(qū)域進行如下設(shè)置。使其實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。
4.4 邊界條件設(shè)置
此處進行邊界條件設(shè)置，主要是依據(jù)進速系數(shù)進行入口速度大小設(shè)置。本案例中，僅計算了進速系數(shù)為0.4的情況，依據(jù)進速系數(shù)公式，此時的入口速度為1.22m/s。
將4119槳設(shè)置為移動壁面。
4.5 計算設(shè)置
進行初始化，初步計算100步。
開啟阻力監(jiān)測，對螺旋槳水動力性能展開監(jiān)測。
進一步進行流場計算，直到阻力值趨于穩(wěn)定。由下圖可知，本案例推力計算結(jié)果為270-280N之間。與實驗值接近。誤差在5%之內(nèi)。
4.6 后處理設(shè)置
對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。
展開 Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機械（二） ￥5
本案例利用Fluent中的MRF模型，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了仿真計算。該案例僅對螺旋槳的穩(wěn)態(tài)計算進行了簡單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關(guān)設(shè)置。
本文僅計算了進速系數(shù)為0.4的工況，計算結(jié)果與相關(guān)實驗較為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
3 FLUENT MESHING設(shè)置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進行劃分。
具體網(wǎng)格劃分設(shè)置如下：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置
由于是MRF靜態(tài)求解問題，此處設(shè)置為穩(wěn)態(tài)計算模式。
4.2 材料定義
本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。
4.3 模型設(shè)置
采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區(qū)域進行如下設(shè)置。使其實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。
4.4 邊界條件設(shè)置
此處進行邊界條件設(shè)置，主要是依據(jù)進速系數(shù)進行入口速度大小設(shè)置。本案例中，僅計算了進速系數(shù)為0.4的情況，依據(jù)進速系數(shù)公式，此時的入口速度為1.22m/s。
將4119槳設(shè)置為移動壁面。
4.5 計算設(shè)置
進行初始化，初步計算100步。
開啟阻力監(jiān)測，對螺旋槳水動力性能展開監(jiān)測。
進一步進行流場計算，直到阻力值趨于穩(wěn)定。由下圖可知，本案例推力計算結(jié)果為270-280N之間。與實驗值接近。誤差在5%之內(nèi)。
4.6 后處理設(shè)置
對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。
展開 基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運動響應(yīng)分析（上）
在數(shù)值模擬方面，何夢程等[1]設(shè)計了一種雙水平板-箱的新型組合式浮式防波堤，并使用ANSYS-AQWA軟件對該浮式防波堤與其系泊系統(tǒng)進行了耦合水動力分析，研究結(jié)果表明：浮體結(jié)構(gòu)水平板與方箱之間距離和水平板結(jié)構(gòu)長度對浮體的水動力性能影響較大；JI Chunyan等[2]通過數(shù)值模擬方法，研究了多種結(jié)構(gòu)形式的浮式防波堤分別在二維和三維水池下的水動力性能，研究結(jié)果表明：含有消浪網(wǎng)與消浪球的浮式雙浮筒防波堤消波性能更加優(yōu)異；任慧龍等[3]通過AQWA對單箱式浮式防波堤的數(shù)值模擬，得出了一種適用于淺水海域的最優(yōu)錨泊系統(tǒng)；T.K.PAPATHANASIOU等[4]通過有限元模型探究了柔性防波堤整體剛度對防波堤消浪性能的影響，研究結(jié)果表明：對于恒定剛度的防波堤而言，防波堤材料剛度越大，對波浪反射效果越明顯；S.M.R.TABATABAEI 等[5]基于有限元理論對橫截面為矩形和圓形浮式防波堤展開了二維數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明：在整個波頻范圍內(nèi)，圓形截面比矩形截面的消波性能更好；陳城等[6]通過數(shù)值模擬證明了加裝翼板可以提高浮式防波堤垂蕩運動的固有周期，使得帶翼板的浮式防波堤在面對較長周期的波浪時，能夠吸收更多的波浪能；葛江濤等[7]利用數(shù)值模擬的方法對比驗證了在弧型與直線型兩種不同的防波堤布局方式下的水動力性能，結(jié)果表明：弧型布局浮式防波堤的系泊張力總體上與直線型相當(dāng)，在橫浪和斜浪工況下的橫搖響應(yīng)較為緩和，總體水動力性能表現(xiàn)更佳；劉傳林等[8]結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果分析了波浪參數(shù)變化對半橢圓型防波堤水動力特性影響，結(jié)果表明：反射系數(shù)隨hs/H增加而增大，透射系數(shù)隨hs/H增加而減小(hs為堤頂高程與水位的差值，H為設(shè)計波高)。
展開 論文推薦 | 基于泵噴整流機理的螺旋槳空化抑制研究
分析可知, 在相同轉(zhuǎn)速下(推力誤差比率), 說明計算結(jié)果與實際結(jié)果完全吻合, 所采用的計算方法能夠準(zhǔn)確反應(yīng)推進器的水動力性能和流場結(jié)構(gòu)分布特征。
04
結(jié)束語
為了抑制水下推進器螺旋槳空化的形成并提高其水動力性能, 文中以導(dǎo)管螺旋槳推進器為研究對象, 基于泵噴整流機理, 通過在水下螺旋槳推進器上加裝前置定子和后置定子, 從而達(dá)到類泵噴推進器的結(jié)構(gòu)。改變前置定子的相對彎度使得水流產(chǎn)生預(yù)旋, 改變后置定子的弦徑比和距離比可以回收尾流中旋轉(zhuǎn)的能量, 并分別對比分析了它們對螺旋槳水動力性能、空化抑制性能和扭矩平衡性能等方面的影響, 采用CFD的方法揭示了流場的細(xì)節(jié)變化, 對影響結(jié)果進行了定性和定量的全面分析, 得出如下結(jié)論。
1) 導(dǎo)管螺旋槳的空化區(qū)域主要集中在葉梢和槳轂尾端兩部位, 通過加裝前置定子和后置定子, 在相同工況下可以有效抑制空化的發(fā)生, 前置定子的空化抑制效果可達(dá)80%以上, 明顯高于后置定子。
展開 船舶阻力CFD模擬分析 ?
船舶阻力預(yù)報CFD研究現(xiàn)狀
在船舶行業(yè)，CFD能準(zhǔn)確捕捉復(fù)雜流動形態(tài)及結(jié)構(gòu)；流動區(qū)域平均物理量（速度及壓力）的預(yù)報已達(dá)到較高精度；固壁邊界的水動力系數(shù)（摩擦阻力和粘壓阻力系數(shù)）的預(yù)報已達(dá)到一定精度，可用于初步設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等工程應(yīng)用問題；自由表面流動的計算進步較快，波形的預(yù)報已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)木取?通過CFD計算分析，可以對多個不同的設(shè)計方案給出正確的排序。比之單由水池試驗，CFD分析的長處是它允許對更寬范圍的備選船型方案進行測試。比較理想的做法是，它適合用來選擇有希望的備選設(shè)計方案作進一步的水池試驗。CFD也指明對設(shè)計方案進行改進的部位和方法，比如，顯示出船身上的壓力分布的細(xì)節(jié)。
船舶阻力計算CFD的解決方案
船舶阻力計算CFD應(yīng)用需求
船舶的水動力性能（快速性、適航性、操縱性）是由繞船的流場特性而決定，從理論上講通過求解描述流場特性的流體動力學(xué)方程就能對相應(yīng)的水動力性能做出預(yù)報。然而，由于自由面的存在、船體幾何形狀復(fù)雜（特別是船尾）、附體較多，導(dǎo)致自由面水波、流體分離、旋渦等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得流場中的流動結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，即使有了描述流動過程的微分方程式也不可能得到解析解，因此，長期以來船模試驗便成了研究船舶周圍流場特性的一個必不可少的手段。然而，船模試驗不僅周期長、費用高、很難得到詳細(xì)的局部流場信息，同時因為尺度效應(yīng)，船模實際上并不能真實地再現(xiàn)實船的流動情況，存在很大的局限性。新的水動力性能預(yù)報手段的引入已十分必要。
船舶阻力的CFD計算盡管存在自由表面、高雷諾數(shù)等多種難題，但近30年來通過人們不懈的努力，從勢流理論線性計算到非線性計算，從理想流體到粘性流體，從薄邊界層到全NS方程的求解，直至考慮自由面的NS方程的求解，CFD方法在計算能力和實用方面都發(fā)生了深刻的變化。過去只是在大學(xué)和研究機構(gòu)才有的計算方法，如今已有很多商業(yè)化的CFD軟件可以應(yīng)用。
展開 【直播】行業(yè)頂級專家?guī)泶芭c海洋工程水動力分析
ANSYS AQWA作為ANSYS船舶與海洋工程行業(yè)專用仿真工具，用于計算船舶與海洋工程水動力學(xué)性能問題功能完備。可滿足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潛水系統(tǒng)、停泊系統(tǒng)、救生系統(tǒng)等各種海面浮動結(jié)構(gòu)的水動力學(xué)設(shè)計、分析需求。目前，AQWA已經(jīng)整合到ANSYS Workbench平臺，用戶可以在workbench中建模、分網(wǎng)、求解與后處理。這種整合一方面使得水動力計算與結(jié)構(gòu)計算可以在統(tǒng)一界面中完成，另一方面也可以實現(xiàn)不同求解器之間結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞與模型信息繼承與共享。
課程內(nèi)容
本場直播共分3講，行業(yè)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(yè)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(yīng)用領(lǐng)域、功能、軟件優(yōu)劣勢等
第二講：經(jīng)典AQWA建模；
直播時間：7月11日 19:00
主要介紹通過經(jīng)典ANSYS APDL建模和通過經(jīng)典AQWA的Line plan功能建立船體模型。
第三講：經(jīng)典AQWA水動力計算；
直播時間：7月18日 19:00
介紹通過經(jīng)典AQWA進行浮體水動力計算的流程，阻尼修正、結(jié)果查看與后處理。
展開 
真愛的小船乘風(fēng)破浪
CFD在船舶行業(yè)研究現(xiàn)狀
在船舶行業(yè)，CFD能準(zhǔn)確捕捉復(fù)雜流動形態(tài)及結(jié)構(gòu)；流動區(qū)域平均物理量（速度及壓力）的預(yù)報已達(dá)到較高精度；固壁邊界的水動力系數(shù)（摩擦阻力和粘壓阻力系數(shù)）的預(yù)報已達(dá)到一定精度，可用于初步設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等工程應(yīng)用問題；自由表面流動的計算進步較快，波形的預(yù)報已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)木取?通過CFD計算分析，可以對多個不同的設(shè)計方案給出正確的排序。比之單由水池試驗，CFD分析的長處是它允許對更寬范圍的備選船型方案進行測試。比較理想的做法是，它適合用來選擇有希望的備選設(shè)計方案作進一步的水池試驗。CFD也指明對設(shè)計方案進行改進的部位和方法，比如，顯示出船身上的壓力分布的細(xì)節(jié)。
船舶阻力計算CFD的解決方案
船舶阻力計算CFD應(yīng)用需求
船舶的水動力性能（快速性、適航性、操縱性）是由繞船的流場特性而決定，從理論上講通過求解描述流場特性的流體動力學(xué)方程就能對相應(yīng)的水動力性能做出預(yù)報。然而，由于自由面的存在、船體幾何形狀復(fù)雜（特別是船尾）、附體較多，導(dǎo)致自由面水波、流體分離、旋渦等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得流場中的流動結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，即使有了描述流動過程的微分方程式也不可能得到解析解，因此，長期以來船模試驗便成了研究船舶周圍流場特性的一個必不可少的手段。然而，船模試驗不僅周期長、費用高、很難得到詳細(xì)的局部流場信息，同時因為尺度效應(yīng)，船模實際上并不能真實地再現(xiàn)實船的流動情況，存在很大的局限性。新的水動力性能預(yù)報手段的引入已十分必要。
船舶阻力的CFD計算盡管存在自由表面、高雷諾數(shù)等多種難題，但近30年來通過人們不懈的努力，從勢流理論線性計算到非線性計算，從理想流體到粘性流體，從薄邊界層到全NS方程的求解，直至考慮自由面的NS方程的求解，CFD方法在計算能力和實用方面都發(fā)生了深刻的變化。過去只是在大學(xué)和研究機構(gòu)才有的計算方法，如今已有很多商業(yè)化的CFD軟件可以應(yīng)用。
展開 【直播】行業(yè)頂級專家?guī)泶芭c海洋工程水動力分析
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(yè)專用仿真工具，用于計算船舶與海洋工程水動力學(xué)性能問題功能完備?？蓾M足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潛水系統(tǒng)、停泊系統(tǒng)、救生系統(tǒng)等各種海面浮動結(jié)構(gòu)的水動力學(xué)設(shè)計、分析需求。目前，AQWA已經(jīng)整合到ANSYS Workbench平臺，用戶可以在workbench中建模、分網(wǎng)、求解與后處理。這種整合一方面使得水動力計算與結(jié)構(gòu)計算可以在統(tǒng)一界面中完成，另一方面也可以實現(xiàn)不同求解器之間結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞與模型信息繼承與共享。
課程內(nèi)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(yè)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(yīng)用領(lǐng)域、功能、軟件優(yōu)劣勢等
第二講：經(jīng)典AQWA建模
直播時間：7月11日 19:00
主要介紹通過經(jīng)典ANSYS APDL建模和通過經(jīng)典AQWA的Line plan功能建立船體模型。
第三講：經(jīng)典AQWA水動力計算
直播時間：7月18日 19:00
介紹通過經(jīng)典AQWA進行浮體水動力計算的流程，阻尼修正、結(jié)果查看與后處理。
展開 改良楔形葉片旋轉(zhuǎn)空化器水動力學(xué)特性數(shù)值模擬分析
摘 要:［目的］旋轉(zhuǎn)空化器是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片在水中產(chǎn)生超空泡來滿足不同工程實際應(yīng)用需求，有必要對葉片形狀進行改良設(shè)計以提高其工作性能，探究葉型改良對空化器水動力學(xué)特性的影響。［方法］首先，針對旋轉(zhuǎn)空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設(shè)計，建立葉片改型前、后旋轉(zhuǎn)空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉(zhuǎn)速下的自然空化流場開展數(shù)值仿真計算；最后，根據(jù)計算結(jié)果對二者的水動力學(xué)特性進行對比分析。［結(jié)果］結(jié)果顯示，相比原始葉型，改良葉型產(chǎn)生的空泡除存在于葉片出口邊外，還可以存在于副進口邊，這兩部分的空泡會隨著轉(zhuǎn)速的升高而逐漸連接成一個整體，因而改良葉型空化器產(chǎn)生的空泡尺寸更大，產(chǎn)生的自然空化更強；改良葉型在葉根處產(chǎn)生的空化效應(yīng)較強，而原始葉型在葉尖處產(chǎn)生的空化效應(yīng)更強；當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，改良葉型產(chǎn)生的空泡會與旋轉(zhuǎn)空化器裝置的四周壁面接觸，導(dǎo)致空泡尾部形態(tài)沿半徑呈直線型變化。［結(jié)論］所做研究可為旋轉(zhuǎn)空化器的設(shè)計和應(yīng)用提供重要參考。
關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)空化器；水動力學(xué)特性；改良葉型；自然空化；數(shù)值模擬
0 引 言
空化現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)于船舶螺旋槳上，由該現(xiàn)象所帶來的噪聲、振動和空蝕破壞等負(fù)面影響對船舶性能提出了巨大挑戰(zhàn)[1]，如何使空化現(xiàn)象穩(wěn)定可控，已成為眾多學(xué)者關(guān)注的問題。根據(jù)伯努利方程，當(dāng)物體在水下以足夠高的速度運動時，其周圍流體的局部壓力會下降，當(dāng)降至飽和蒸汽壓以下后，流體會發(fā)生汽化從而產(chǎn)生空化。隨著物體速度的進一步增大，空化區(qū)域（空泡）將擴大從而形成包裹物體的超空泡[2]。
展開 研究成果介紹-基于CFD與經(jīng)驗方法的雙槳雙舵內(nèi)河船舶操縱運動建模
考慮到內(nèi)河船舶會收到狹窄航道的影響，可以在未來的研究中評估受限水域?qū)β菪龢?舵水動力性能的影響。
本文來自：留理科研
