水動力節(jié)能技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
水動力節(jié)能技術(shù)的視頻教程
基于RecurDyn的節(jié)能與新能源汽車傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真技術(shù)
基于RecurDyn的節(jié)能與新能源汽車傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真技術(shù) 適用人群：新能源汽車的CAE仿真分析從業(yè)人員，新能源汽車傳動系統(tǒng)研發(fā)人員，對多體動力學(xué)仿真感興趣的學(xué)生、工程師等。
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水動力節(jié)能技術(shù)的實例教程
常規(guī)船舶水動力節(jié)能技術(shù)是指通過船體線型、螺旋槳和加裝附加裝置等的優(yōu)化對船舶周圍流場進行調(diào)控，以達到降低船舶阻力或提高螺旋槳推進效率而達到節(jié)能目的，具體可見表1。
表1 常規(guī)船舶水動力節(jié)能技術(shù)措施
1
船型優(yōu)化
船型優(yōu)化主要是針對船體型線進行優(yōu)化，以改善靜水或風(fēng)浪中航行的船體表面壓力和興波，從而達到降低船體阻力的目的。目前，船型優(yōu)化主要基于SBD(Simulation Based Design)技術(shù)，如圖1所示，將CFD性能評估、幾何重構(gòu)/變形技術(shù)和智能優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)一定約束條件下船體性能的最優(yōu)化。船型優(yōu)化技術(shù)一般可實現(xiàn)節(jié)能2%-5%。
圖1 基于SBD技術(shù)的船型優(yōu)化設(shè)計
2
高效螺旋槳
高效螺旋槳是相對于傳統(tǒng)圖譜螺旋槳(如MAU系列圖譜、B系列圖譜)而言的，它是建立在船體尾部線型-螺旋槳-回收尾流能量的節(jié)能裝置一體化的流體動力性能最優(yōu)匹配設(shè)計理念之上的(如圖2所示)，且是依據(jù)船尾流動特征進行理論優(yōu)化設(shè)計而得到的最優(yōu)方案。
展開 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。然而，LinearNDInterpolator 方法是通過 python 腳本實現(xiàn)的，并通過CAESES方便的特性定制功能與 CAESES 耦合。
展開 水動力模型與水文模型是水利工程與水文學(xué)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(xué)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(cè)重于流域尺度的水文循環(huán)過程，利用物理概念與經(jīng)驗關(guān)系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構(gòu)成了現(xiàn)代水文學(xué)與水資源管理領(lǐng)域的核心分析手段。積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機制和水動力的對流動的準(zhǔn)確計算，創(chuàng)新研發(fā)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(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細化產(chǎn)匯流模型。
CFDPro水文水動力模型：適用于中小流域洪水四預(yù)的精細化產(chǎn)匯流模型
經(jīng)過多年研發(fā)和實踐打磨，積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機制和水動力的對流動的準(zhǔn)確計算，創(chuàng)新研發(fā)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(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細化產(chǎn)匯流模型。針對中小流域的暴雨洪水具有洪水反應(yīng)快，洪水空間分布及推進反應(yīng)真實等特點，能夠一次計算同時完成洪水預(yù)報和淹沒分析，可通過雨量站的實測數(shù)據(jù)和數(shù)值氣象預(yù)報的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行預(yù)報和演進計算。具體特征如下所述。
· 二維不規(guī)格網(wǎng)格空間劃分
在研究對象的集水范圍內(nèi)，通過二維網(wǎng)格的形式對空間進行離散，網(wǎng)格的節(jié)點保存高程值。
圖1 研究區(qū)域影像圖
圖2 研究區(qū)域網(wǎng)格離散圖
· 針對不同土地特征的下墊面設(shè)置
下墊面根據(jù)降雨到產(chǎn)流的不同特征分為水體、水泥地、裸土、草地以及林地等多種土地特征。根據(jù)相關(guān)的土地利用性質(zhì)影像圖資料就可方便快捷的進行自動映射到網(wǎng)格上，如下圖所示。
圖3 土地屬性網(wǎng)格圖
整個垂直空間的降雨截流、產(chǎn)流及下滲架構(gòu)如下表
· 靈活精準(zhǔn)的面雨量計算
面雨量的計算是根據(jù)監(jiān)測雨量的點的位置關(guān)系進行空間距離權(quán)重插值。
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水動力節(jié)能技術(shù)的最新內(nèi)容
水動力模型與水文模型是水利工程與水文學(xué)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(xué)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(cè)重于流域尺度的水文循環(huán)過程，利用物理概念與經(jīng)驗關(guān)系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構(gòu)成了現(xiàn)代水文學(xué)與水資源管理領(lǐng)域的核心分析手段。積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機制和水動力的對流動的準(zhǔn)確計算，創(chuàng)新研發(fā)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(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細化產(chǎn)匯流模型
常規(guī)船舶水動力節(jié)能技術(shù)是指通過船體線型、螺旋槳和加裝附加裝置等的優(yōu)化對船舶周圍流場進行調(diào)控，以達到降低船舶阻力或提高螺旋槳推進效率而達到節(jié)能目的，具體可見表1。
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)潛艇航速達到足以產(chǎn)生空泡時，由潛艇螺旋槳產(chǎn)生的噪聲
