船舶設計方案的案例
船舶總體方案快速設計評估
船舶總體方案快速設計評估軟件主要用于水下艦船、水面船舶的論證設計及方案設計及分析評估，簡稱SRDS軟件。該軟件結合了水下艦船、水面艦船的設計特點及要求，借鑒了國內外飛機總體設計軟件及船舶總體設計軟件的經驗，按照正向創新設計思想進行開發，主要包括總體方案定義、方案快速建模、靜力學性能分析、動力學性能分析、結構分析及總體方案快速評估這六大模塊。用戶可通過拖拽方式和參數定義的方式快速創建水下艦船、水面艦船的方案三維模型，并基于模型進行性能分析及方案評估，形成總體設計方案。
該軟件可用于潛艇、魚雷、水面軍用艦船（含航空母艦）、運輸船舶、民用客輪、快艇、施工船舶及海洋作業平臺等產品的總體設計。該軟件可將設計師的創意快速轉化為概念方案三維模型，并支持對三維模型方案的快速分析驗證和評估。方案建模時按照部件方式建模，主要部件可分為艇身/船身、球艏、翼面/舵面、甲板及平臺、上層建筑等，艙室劃分與布置及系統布置是采用簡化模型或導入模型的方式進行創建，可駕駛艙、作戰指揮艙、輪機艙、生活艙、武器艙、乘客艙、貨艙、燃料艙等進行快速布置。該軟件框架靈活，能根據需求快速定制開發和軟件集成。
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船舶總體方案快速設計評估軟件主要用于水下艦船、水面船舶的論證設計及方案設計及分析評估，簡稱SRDS軟件。該軟件結合了水下艦船、水面艦船的設計特點及要求，借鑒了國內外飛機總體設計軟件及船舶總體設計軟件的經驗，按照正向創新設計思想進行開發，主要包括總體方案定義、方案快速建模、靜力學性能分析、動力學性能分析、結構分析及總體方案快速評估這六大模塊。用戶可通過拖拽方式和參數定義的方式快速創建水下艦船、水面艦船的方案三維模型，并基于模型進行性能分析及方案評估，形成總體設計方案。
該軟件可用于潛艇、魚雷、水面軍用艦船（含航空母艦）、運輸船舶、民用客輪、快艇、施工船舶及海洋作業平臺等產品的總體設計。該軟件可將設計師的創意快速轉化為概念方案三維模型，并支持對三維模型方案的快速分析驗證和評估。方案建模時按照部件方式建模，主要部件可分為艇身/船身、球艏、翼面/舵面、甲板及平臺、上層建筑等，艙室劃分與布置及系統布置是采用簡化模型或導入模型的方式進行創建，可駕駛艙、作戰指揮艙、輪機艙、生活艙、武器艙、乘客艙、貨艙、燃料艙等進行快速布置。該軟件框架靈活，能根據需求快速定制開發和軟件集成。
展開 船舶設計：船舶推進軸系方案設計的關鍵技術
由圖 1 可知，為了得到滿足軸系設計要求的設計方案，需完成靜力校核、振動計算和校中計算等步驟，并需采用串行、試湊等方法來調整軸系設計變量參數。其中，軸徑尺寸作為船舶推進軸系設計的重要參數，文獻［2］介紹了適用于不同船舶、主機類型和材料屬性的軸徑估算經驗公式，在初步估算軸徑之后，即可開展力學校核計算并最終明確具體數值，該方法是現階段工程實踐中較為成熟的常規操作。
近年來，針對該設計參數對軸系設計中不同學科之間的耦合影響，鮮有學者深入開展了研究工作。其中，王瑞等［5-6］以軸系的軸徑和孔徑為研究對象，在滿足總體設計要求的前提下，分析了孔徑比取值范圍的優化問題和船舶裝載工況對不同孔徑比下軸系振動的影響，為船舶推進軸系的優化設計提供了新的思路。
圖 1 船舶推進軸系設計流程
本文擬基于現階段船舶推進軸系的方案設計流程，針對船舶推進軸系的校中及優化、軸系振動及減振技術和軸系設計質量評價等內容，對船舶推進軸系方案設計的國內外研究成果進行綜述，以梳理和總結相關研究動態，從而為船舶推進軸系的優化設計提供參考。
1 軸系校中
船舶推進軸系校中即根據軸系校中計算書的要求，將軸系敷設于船舶殼體，使其達到某種預定狀態（例如，直線或曲線），且各軸段應力、軸承載荷等參數均應在允許范圍之內。
展開 船舶設計方案：NoGAPS氨燃料船設計方案曝光
近日，北歐綠色氨動力船（NoGAPS）項目聯盟披露了其氨燃料氣體運輸船的初步設計方案。
圖源/offshore energy
NoGAPS項目匯集了行業價值鏈上的主要參與者，包括馬士基·麥克-凱尼?穆勒零碳航運中心（MMMCZCS）、北歐創新組織（Nordic Innovation）、全球海事論壇（GMF）、BW Epic Kosan、雅苒國際（Yara International）、曼恩（MAN Energy Solutions）、瓦錫蘭（W?rtsil? Marine）、挪威船級社（DNV）、丹麥海事局和外部船舶設計公司Breeze Ship Design。
該項目分兩個階段為一艘氨動力零排放船舶研發解決方案。第一階段從2020年開始到2021年結束，項目就如何克服采用氨作為零排放海運燃料的障礙進行概念驗證，重點關注安全和效率、可持續和穩定的燃料供應鏈，以及商業可行性等方面。
項目第二階段于去年啟動，并且與Breeze Ship Design簽訂了設計合同，此階段將持續到2025年。這一階段會產生初步的船舶設計，為船廠招標和可能進行的船舶建造奠定基礎，同時船舶將為在北大西洋和歐洲西北部水域的商業運營進行優化。
零碳航運中心正在主導NoGAPS項目第二階段的船舶設計工作，現在其已經披露了初步的船舶設計以及可行性評估的結果，該評估確定并評價了能夠實現設計目標和要求的船舶設計概念。
可行性評估結果
在項目第一階段研究結果的基礎上，對擁有22,000立方米載貨量的靈便型氨燃料氣體運輸船的設計概念進行了可行性評估。
展開 
Star-CCM+在船舶行業的解決方案：電氣化船舶的設計過程
總結起來，Star-CCM+ 在船舶行業中的應用涵蓋了船體流場分析、性能優化、阻力減少、推進系統優化、湍流和渦流分析以及多物理場耦合等方面。這些應用可以幫助船舶設計師提高船舶性能、降低成本和環境影響，同時提供更好的船舶操縱性、安全性和舒適性。
Star-CCM+在船舶行業的解決方案
設計電動船舶：運用仿真軟件
利用集成式計算機輔助工程（CAE）的強大功能來設計和測試電動船舶
觀看視頻您將了解
如何利用Simcenter 的 CAE 工具套件，助力造船工程師了解電氣化過程，并幫助他們更快地發現更好的設計？
了解造船廠如何利用 Simcenter 解決方案設計高效電動船舶的多種方式？
如何制造船舶電池組和電動螺旋槳電機的詳細教程？
了解如何優化電動船舶設計以實現適當的安全裕度，使用全尺寸仿真測試其在各種海況下的性能，并獲得對整個電動傳動系統全新的洞察力？
使用CFD模型進行虛擬海試，弄清這艘船將如何在波浪中運行？
案例介紹
了解用Simcenter解決方案設計一艘電氣化船舶的過程，通過詳細介紹一個實際的例子來展示這個過程，也就是對這艘平底船進行電氣化。
我們有一艘32英尺的平底船。它的設計速度為30節，最低要求是最高速度為40節，使用標準的柴油傳動裝置，大約重75至7700磅。但我們希望將這艘船電氣化，使其100%依靠電池供電。
展開 船舶設計讀書筆記：前期方案中的船舶復雜性
對于早期的船舶概念設計來說，要得到一個完整的總布置是
一個挑戰
。
在概念設計中使用復雜性度量的目的是達到成本，其中一
半由船舶本身驅動，另一半由任務系統驅動。
因此，有必要對任務系統
和平臺的復雜性進行建模。
經驗表明(NSRP 2011)，
在設計早期階段制定的船舶布置通常是通過細節設計進行的，沒有任何優化嘗試。有研究指出，艦艇的布置經常在細節設計中變化，設計工程師很難為所有東西找到足夠的空間。
概念設計的決定性任務是大量的解決方案空間，其中包括成百上千種需要評估的備選船舶概念設計。我們需要改進的是探索這個巨大的概念設計解決方案空間的方法。該方法必須同時考慮到替代概念設計在船舶布置方面的復雜性，包括足夠的空間來容納重要的舾裝組件，如HVAC、管道、電纜等。
因此，有必要在早期設計的集成設計環境中體現和度量船舶總復雜性，包括將船舶總復雜性與成本聯系起來。
2.2 把船舶密度（ship density）作為復雜性的衡量標準
船舶密度是衡量船舶布置能力的一種合理的綜合指標，從前
期設計的總體布置到細部設計的深入建模。
一般來說，尺寸越
大，密度越低，越容易布置。
過度密集的設計會增加初始構
建工作中遇到的問題的數量和嚴重程度，增加了設計的復雜性。
復雜性意味著第一艘船成本的增加。
1)為了降低成本而進行的減重努力往往會產生相反的效果;
2)不必要的密集設計必然會增加成本、進度和性能風險;
3)密度測量是一艘船中系統和設備布置緊密程度的充分近似值。
【3】裝備密度對船舶建造工作內容的影響
歐洲船舶設計師和造船商正在積極宣傳設計更大的船體以更好
地適應設備和裝備系統的好處。
展開 特別關注｜全新船舶設計方案！百年航運集團轉型后的又一重大成果
近日，法國船東Louis Dreyfus Armateurs(LDA)通過其子公司Louis Dreyfus Ports and Logistics(LDPL)開發了一種創新的船舶設計，該新設計能夠使用綠色氨形式儲存和供應可再生能源氫。這是一個全新的船舶設計概念，該設計概念被命名為氫能船舶浮式可再生能源解決方案(FRESH)。
圖源/Louis Dreyfus Armateurs
綠色氫的主要優勢之一是它可以通過燃料電池轉換成電能，也可以直接注入內燃機中。此外，氨也同樣具有吸引力，其不僅可以被用來制造尿素和化肥，還可以通過現有的常規反應器和分離技術分解成氫和氮。產生的氫氣可以再次用于燃料電池，為移動或固定應用端產生電力，而且，使用專門船舶儲存和運輸氨會相對容易。
因此，公司以綠氫和氨為重點，進行儲存和供應可再生能源船舶的設計工作。全新設計方案FRESH可將太陽能和風能等可再生能源轉換為氫能，有利于儲存和運輸，具有零排放、零污染和可持續優勢，能為全球共同降低碳密集度提供支撐。
圖源/Louis Dreyfus Armateurs
這一新設計支持世界經濟通過轉向太陽能和風能等可再生能源來降低碳強度的努力。這些能源的間歇性要求發電廠包括昂貴的電池儲能系統(BESS)或使用高能量密度的能量載體，如氫能。
展開 船舶設計：船舶等效和替代設計那些事兒
綜上，按照小編的理解，等效是針對船舶裝設的設備、材料或器具等，屬于船舶從屬構成；替代設計和布置則針對于船舶本身結構建造，屬于船舶主體的創新設計變化。等效和替代設計可能導致船舶配備的裝置、材料或設備，甚至整個船型都與公約的條款規定相背離，但需要強調的是，等效和替代設計制度決不意味著可以不遵守或者降低公約規定的船舶安全技術標準。為此，各國主管機關都制定了嚴格的等效和替代設計審批制度，并基于安全風險評估的方法，將等效和替代設計與公約規定的安全標準進行對比分析，客觀評估是否滿足公約要求。想深入了解的朋友可查閱 MSC/Circ.1002、 MSC.1/Circ.1212、Resolution MEPC.110(49)及MSC.1-Circ.1455等IMO文件。我國《中國籍船舶等效、免除管理暫行規定》規定船舶設計單位或船東申請等效至少應提交以下材料：
1. 申請書；
2. 船舶概況：船名、主要尺度、船舶結構、主要設備、航區等；
3. 申請采取等效措施的裝置、材料、設施或設備、器具，或者型式；
4. 申請等效所依據的公約、法規、規定的名稱及其具體條款內容；
5. 對等效措施的技術分析；
6. 業已通過試驗或其他方法驗證等效措施至少與公約或法規、規定所要求的具有同等效能的證明。
展開 船舶設計軟件：船舶行業設計及分析軟件推薦
主要功能及優勢
1、最優特性設計
2、性能分析
3、空化及其他標準檢查
4、基于船舶梁理論的葉片強度
5、KT-KQ 曲面創建及導出
6、導入或導出用于CAD/CAM/CFD/FEA
7、專業報告和繪圖
推薦
螺旋槳設計和制造者、造船工程師、流體動力學研究者、船舶推進裝置專家、船級社等
文章來源：天洑CAE技術源
船舶海工資料包放送（CFD、湍流、尺寸設計、國防、船舶設計…）
本資料包可以作為船舶海工行業相關人員學習參考。
其中包含電子書、白皮書、視頻、研討會等：
船舶設計的全尺寸CFD模擬
采用ALS技術減少散貨船摩擦阻力的CFD研究
湍流建模及其對于船舶行業的影響
如何使用仿真驅動型方法設計船舶
應對未來挑戰的船舶設計：船舶設計的范式轉變
國防海軍造船數字化，開創高效開發和生產多樣化的新時代
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CADMATIC三維船舶設計軟件入門篇
其中不乏造船巨頭，例如 裕廊船廠,達門集團, 烏斯坦船舶設備有限公司和中東地區最大的船舶設計和咨詢顧問公司Aries等等.CADMATIC三維船舶與海工設計軟件是一款高度集成的專業軟件，包括了船體、輪機、管系、冷空通、舾裝和電氣等專業，是集三維方案設計、詳細設計和生產設計于一身的最佳船舶及海工設計解決方案。 能夠確保所有設計和生產階段的連貫性，避免設計錯誤的發生。目標是幫助客戶優化設計工作、提高設計質量、減少設計錯誤和縮短船舶設計建造周期、減少準備時間并降低材料的浪費.
簡易與精確并存
CADMATIC 的核心 3D 船體結構設計具有多種智能化功能。比如強大的拓撲功能, 基于規則定制的結構件自動匹配建模、校核, 復制管理, 可視化生產狀態等.在避免不必要的重復性工作的同時,也使得設計修改異常簡單, 讓工程師們的工作更靈活也更有效率
一體化-一個模型完成基本設計, 詳細設計, 生產設計;
拓撲化-船體線型或者結構件的修改自動反饋到拓撲結構件的自動更新.;優化船型, 系統自動更新圖紙, 節約大量設計工時, 增強市場競爭力;
典型結構模塊化-所有項目典型結構重復利用;
參數化-前期設計的高度參數化使建模更快,修改更加便捷、高效;
標準化-自帶造船所用材質和相關標準庫, 且開孔, 穿越孔等也具有拓撲關系, 保持設計一致性;
自動化-型材段部形式和焊接坡口都可以根據用戶定義的規則自動匹配; 規則定制自動檢查;生產信息的輸出根據用戶定制自動生成; 剖面尺寸自動標注等;
數字化-根據船廠的設備信息自動生成比如切割代碼，型材切割指令等.
除此之外, 軟件的附加模塊可以滿足特殊的設計要求.
展開 
新能源動力船舶是船舶設計新方向
在大幅降低船舶運輸企業運營成本的同時，更重要的是可以減少環境污染，具有非常明顯的社會效益和經濟效益。利用天然氣排放清潔的特點將實現航運船舶節能減排的目標，有力推動我國航運能源消費朝著綠色環保的方向發展。
國際海運組織創造了能效設計指數，如果不達到排放要求基線標準的傳播，可能就要面臨退出營運的危險。應該重點加強支撐船型開發的基礎共性技術和綠色、安全技術研究。由于所在區域對船舶排放要求日益嚴格，丹麥、挪威等北歐國家已經開始使用以LNG為燃料的渡船、滾裝船、海岸警備船、LNG船和平臺供應船。這說明，隨著全球范圍內對氣體排放要求越來越高，石油資源越來越少，節能呼聲越來越大，船東和港口方面的障礙也正逐步被清除。
因此，業內人士認為，一方面，應在船舶設計和建造方面加大創新力度，在主流船型優化和新船型開發中加入低碳概念，推進內河船舶向綠色環保轉變。例如在設計新船時考慮燃氣供應系統的布置，以及氣體燃料發動機的設計，以增強船舶續航能力。另一方面，國內船舶制造商也應積極參與到以LNG為燃料的高技術船舶的承造，用市場迫使自己技術升級，搶占氣體燃料動力船先機。此外，可以依據內河運輸的特性，研究建立船舶節能減排體系和標準，促使水路運輸企業制定能效管理計劃，以推進內河航運向“綠色”轉變。
作為清潔型能源，LNG的應用可以降低氮氧化物和二氧化碳的排放，而且LNG不含有硫和殘留物，也杜絕了硫化物和微小顆拉等其他有害物的排放。從經濟性上而言，經測算，1立方米LN G氣體近似于1到1.1公升(汽、柴)油。目前柴油均價6元/公升，天然氣按照4.5元/立方米計算，如果按照70%的替代率來算，一年大約節省19.23萬元。
但是這種環保的新材料，目前在推廣時卻存在一定的阻礙。首先是由于LNG燃料船的續航能力還較弱。
展開 船舶計算流體力學 (CFD) - 船舶設計與優化的頂尖仿真工具（免費領文檔）
下載此報告，了解 IBMV 如何將設計優化用于節能設備的開發，以及 ABS 如何使用自動設計探索改進了螺旋槳性能。
使用船舶計算流體力學 (CFD) 軟件的主要優勢
使用船舶 CFD 軟件，意味著設計師可以在真實工作條件下檢查船舶性能的每個方面。我們的多物理場 CFD 求解器不斷得以開發，只為提供以下所需的每一種船舶仿真解決方案：
船體阻力預測
螺旋槳性能，包括空化的預測
由螺旋槳或虛擬碟盤組成的自推進系統仿真
預測船舶運動、對海浪的響應和相互作用
空氣動力學和流體動力學組合仿真
流體力學和抗壓力組合仿真
與一維系統仿真工具的協同仿真
通過此概述視頻了解更多信息。
為何對船舶應用全尺寸 CFD 仿真？
以比例模型測試船舶設計給預測增加了不確定性。得到的結果必須放大，才能預測實際性能；而為此采用的經驗關系可能會導致不準確性。可以按全尺寸進行 CFD 建模，而不再需要放大結果。此外，全尺寸仿真可以確保邊界層效應得以正確捕獲，同樣，螺旋槳性能可以準確預測。通過此白皮書詳細了解船舶全尺寸 CFD 仿真的優勢。
使用船舶 CFD 軟件，讓船舶設計師和工程師可以在真實的運行條件下以全尺寸檢測船舶性能。自動化方面的最新進展意味著可以在幾個小時內完成設計測試，便于探索各種不同選項、執行設計優化以及將最高效的設計投入市場。
船舶設計流程各個階段的解決方案
我們的解決方案可以助力創建船舶數字化雙胞胎，從最早的概念階段開始，直到最終的生產設計和運作。
展開 【船舶行業抽獎】精選50+本暢銷書籍，船舶設計人員必不要錯過的羊毛！
船舶行業精選實體書籍”（17選1）
涉及：海洋工程、動力系統、結構物強度、復合材料..等
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熱門船舶應用書籍（14選1）
涉及：船體結構設計、流體力學、電力推薦系統、裝備材料..等
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船舶行業暢銷書籍（19選1）
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視頻 | 船舶結構分析：結合模擬和測試數據實現真正的數字孿生
憑借本視頻可以了解如何將測試數據與結構仿真相結合，從而創建經過驗證、可靠且準確的數字孿生，從而幫助預測船舶的結構完整性。
觀看該視頻可以解決以下問題：
如何將船舶結構建模與仿真一體化呢？
如何確保船舶結構的完整性？
結構分析如何在組件和整船結構級別應用于海船設計？
如何通過測試數據確保初始模型可靠？
如何在船舶物理測試過程中克服實際限制？
如何在海上構筑物分析中將模擬和測試結合起來，實現真正的數字孿生？
如何在結構設計工程的背景下使用模擬和測試？
測試在海洋工業結構性能工程中的作用是什么？
如何激勵一艘船？都有哪些激勵力？
不同的激勵力，他會帶來不同的振動模式和共振頻率嗎？
展開 江南造船胡可一：從船舶設計手段變遷，看船舶工業的發展
設計人員不僅將Nastran有限元分析軟件應用于船舶結構設計，而且將其應用于建造過程中的總段吊裝分析、船體下水時的受力分析等； 同時應用CFD分析軟件進行船體線型設計和優化，提高了船模試驗的成功率，節約了試驗費用。
應用CFD分析進行船體線型設計和優化
此外，船廠還為總體設計人員配置了 NAPA 總體性能計算軟件。這個軟件是開發、設計人員在前期的方案設計優化和完工時總體完工文件計算的得力助手，大大提高了工作效率。
CATIA 3DEXP
船舶設計手段再次騰飛
隨著復雜船舶的承接，設計、建造和管理效率提升的迫切性，船廠原有的Tribon軟件無法滿足現代化造船模式對三維電子模型的需求。
2015年，江南造船引進了法國達索公司的CATIA 3DEXP軟件。經過3年努力，江南造船不僅將CATIA 3DEXP軟件應用到了船舶研發設計，而且還拓展應用建造流程模擬、建造工法、內裝體驗式設計等。
采用全船三維建模、按照現代造船模式出圖的297000噸VLCC
從上述我的親身經歷不僅可以看出船舶設計手段的變遷和發展，同時這些船舶設計手段的變遷和發展也見證了中國船舶工業的發展歷程。確實，改革開放40多年來，特別是近20年，中國船舶工業得到了飛速發展，已經躋身國際造船業的第一方陣。
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