船舶仿真的案例
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）
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。我們的解決方案產品組合可以幫助您更快實現設計目標，提供包括以下功能在內的性能預測：
多物理場 CFD 仿真
空氣動力學和流體動力學仿真
一維系統分析
結構完整性和聲學預測
自動化探索和設計優化
智能報告和數據分析
我們的解決方案中包括軟件、物理測試和工程服務，可幫助您滿足甚至超越效率要求。將這些解決方案作為完整產品生命周期管理系統的一部分。
展開 視頻分享 I 面向電動船舶推進的集成式仿真工具
應對電動船舶推進系統設計的挑戰
電動動力總成和推進系統不僅噪音低，而且能夠減少排放。客輪、港內船和休閑船都在向全電動解決方案發展。但是，如何設計電動機和電池組并將其集成到船舶設計中成了新的挑戰。例如：
如何確保電池組在整個操作過程中滿足功率要求？
符合電力安全規定的下限電機尺寸是多少？
如何優化電機和電池，以盡可能地降低能源需求和噪音？
我們的解決方案不僅可以幫助您回答這些問題，還能解決更多問題。無論您研究的是動力系統集成、電池組和電機系統，還是高保真組件優化，我們的仿真工具都能為您的電動船舶推進系統創建數字孿生。立即觀看，了解如何預測性能，研究替代設計，更快實現您的電動設計目標。
本次電動船舶設計網絡研討會的目標受眾是哪些人？
對改用電動船舶推進系統中的設計問題感興趣的造船工程師。我們將展示如何使用 CFD 仿真預測船舶阻力，并將結果與 1D 系統仿真相結合，以預測功率要求、所需的電池組和電機架構。
我們還將介紹如何使用具有更高保真度的仿真工具研究和優化電池和電機性能。這對希望深入研究電氣組件性能的工程師和船舶供應商而言很有助益，可以使他們根據船舶要求定制產品并加快設計流程。
電動船舶推進系統仿真案例
將一艘138米首尾同型承重渡輪單程5公里的行駛時間由25分鐘縮短到至15分鐘，速度提升到10節
應對惡劣海況、水況或高地等因素，為評估船速達到10或40節所需的動力建立仿真模型
聯合電磁物理學和熱物理學進行仿真，構建并試驗針對船舶電動機的設計
了解有關船舶仿真解決方案的更多信息
要開發新一代船舶并提升現有船隊的效率，必須采用集成式設計方法。造船工程師和船舶供應商需要在短時間內實現效率改進和技術創新，并確保其設計在各種運行條件下都表現出眾。
展開 船舶海工CAE精選資料：結構設計、CFD仿真相關實例、視頻、文檔...
二、如何使用仿真驅動型方法設計船舶
本視頻重點講解數字化工具，包括流程自動化、仿真和設計空間探索，如何能夠改變設計船舶的方法。
當前的船舶設計流程復雜而耗時。在初始設計中，時間有限，提議一種在構建過程中能使資本開支 (CAPEX) 最小化的船體設計，同時滿足客戶的運營開支 (OPEX) 需求以及驗證要求，這一直是一項具有挑戰性的任務。
了解船舶設計的仿真驅動型方法如何實現多種船體設計的快速開發和測試，從而滿足嚴苛的截止時間要求并且對船舶性能充滿信心。
觀看本次網絡研討會，了解以下精彩內容：
1.為何船舶設計的螺旋循環效率低下，如何改變
2.如何使用仿真驅動型方法設計船舶
3.多種船舶仿真工具互聯所帶來的優勢
4.如何快速評估成百上千的船體設計并確保滿足性能目標
5.同時優化海上供給船 OPEX 和 CAPEX 的案例研究結果
重新構思船舶設計流程如何能夠減少成本和設計次數， 通過數字化船舶方法管理設計數據和變量，將 CFD 仿真軟件與設計探索結合起來以評估多種船舶設計，了解有關船舶仿真工具的更多信息，與我們的專家一起探討如何使用數字化工具設計船舶。
三、應對未來挑戰的船舶設計：船舶設計的范式轉變
設計滿足嚴格環境目標的船只需要創新的思維，并且要擺脫傳統的設計方法。
在日益嚴格的法規和客戶需求的推動下，航運業的目標是到2040年實現碳中和。與此同時，近年來，市場格局變得越來越有競爭力。海洋工業需要創建不斷創新的產品和商業模式，并以不斷提高的速度交付，以確保生存和長期繁榮。
船舶行業面臨的挑戰之一，是他們用于設計船舶的方法不適合目標。傳統的設計方法基于理想條件和縮小模型。
展開 技術分享：基于虛擬現實技術的 LNG 船舶仿真系統
關鍵詞:三維船體;液化天燃氣船;海浪建模;仿真訓練
1總體設計
LNG船舶仿真系統是一個人機交互平臺，利用最新的虛擬現實理論，通過剛體、流體建模及航行環境模擬等基于物理的復雜場景動態演化技術實現高沉浸感、高可信度的虛擬仿真系統。仿真系統的總體架構見圖1。
2關鍵技術
2.1?互聯網與信息技術
2．1船舶運動數學模型
考慮到船舶自身的運動問題和海面與船舶的相對運動問題［6］，采用固定坐標系和運動坐標系相結合，船舶運動的描述更符合實際航行情況。如圖2所示，為了簡化方程，將運動坐標系固定在船體上，該坐標系隨船體做多個方向的軸向運動。
展開 
如何通過仿真工具推動船舶設計流程（免費領文檔）
在提交投標之前樹立對船舶成本估算和性能預測的信心
了解通過智能設計優化如何能夠實現指定要求并提升投標信心。本白皮書包含一個案例研究，該案例通過指定一系列要求并探索適合這些條件的設計，展示如何針對運營費用 (OPEX) 和資本支出 (CAPEX) 優化船舶。自動設計流程分析了數百個設計，并為每個設計都提供了船舶成本估算和性能數據。通過分析結果的趨勢和模式，可以看出不同參數對船舶性能的影響。
本白皮書涵蓋船舶設計軟件的使用，對于以下人員尤為適用：
造船廠和咨詢公司的船舶設計師和設計團隊。使用船舶設計軟件的團隊的經理和預算負責人也會對這種新方法所帶來的效率感興趣。
了解有關作者及其在船舶計算流體力學 (CFD) 仿真軟件方面的背景的更多信息
德揚·拉多薩夫列維奇 (Dejan Radosavljevic) 是 Siemens Digital Software Industries 仿真和測試業務部門的船舶仿真專家。他在英國勞氏船級社工作長達 20 多年，在此期間他在技術調查部和流體動力學小組中擔任過各種職務。
在他整個職業生涯中，德揚一直倡導使用船舶計算流體力學 (CFD)，特別是在船舶性能優化方面。在西門子公司任職期間，他曾與世界各地的船舶客戶打交道，幫助他們將仿真應用到船舶設計和性能過程中。
以下為文檔部分截取
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展開 船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP
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https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/33159
三維視景仿真環境下的船舶分油機仿真系統設計
來源：互聯網 作者：羅楚江 滕憲斌 楊期江
關鍵字：船舶分油機 虛擬現實技術 仿真
本文針對目前在實船上廣泛使用的Alfa Laval S系列分油機的EPC-50控制系統，設計了船用分油機的三維視景仿真系統。
船舶分油機是船舶動力系統不可或缺的重要設備之一，其作用是對船舶主機和輔機等設備的燃油和滑油進行分離凈化，其仿真系統的研發有助于輪機模擬器的發展。采用的是以PLC作為控制器，雖然PLC工作穩定可靠，但價格相對貴，增加生產成本。采用單片機作為主控芯片，單片機存在處理速度慢，資源有限等缺點，增加電路的復雜性，也不能夠搭載嵌入式實時操作系統，不能很好的對船舶分油機系統進行仿真模擬。雖然采用了32位嵌入式芯片，但是在軟件的仿真上，采用了二維操作界面，不能真實模擬船舶分油機的狀態。采用虛擬現實技術，制作了船舶分油機的虛擬拆裝3D互系統，但缺乏分油機的管理操作訓練。針對以上問題，本文采用32位嵌入式芯片STM32作為主控芯片，該主控芯片基于ARM Cortex-M4內核，內嵌1M Flash和192KB RAM，并且可以達到168MHz的運行速度，可以輕松運行嵌入式實時操作系統。控制板的軟件設計方面，通過uCOS-II操作系統和以太網通信，實現實時與上位機的交互。采用C#語言，搭建船舶分油機系統的數學模型，并基于3ds MAX和Unity3D平臺，搭建三維上位機操作軟件，將虛擬現實技術引入到船舶分油機模擬器中，建立一個高度逼真的多模式訓練系統，具有很強的沉浸感，從而給學員帶來真實的培訓體驗。
1 系統總體設計
船舶分油機模擬系統是通過數學建模的方法，結合實物控制箱，將實際船舶上的分油機進行仿真的一套系統，船舶分油機模擬系統結構圖如圖1所示。
展開 三維視景仿真環境下的船舶分油機仿真系統設計
來源：互聯網 作者：羅楚江 滕憲斌 楊期江
關鍵字：船舶分油機 虛擬現實技術 仿真
本文針對目前在實船上廣泛使用的Alfa Laval S系列分油機的EPC-50控制系統，設計了船用分油機的三維視景仿真系統。
船舶分油機是船舶動力系統不可或缺的重要設備之一，其作用是對船舶主機和輔機等設備的燃油和滑油進行分離凈化，其仿真系統的研發有助于輪機模擬器的發展。采用的是以PLC作為控制器，雖然PLC工作穩定可靠，但價格相對貴，增加生產成本。采用單片機作為主控芯片，單片機存在處理速度慢，資源有限等缺點，增加電路的復雜性，也不能夠搭載嵌入式實時操作系統，不能很好的對船舶分油機系統進行仿真模擬。雖然采用了32位嵌入式芯片，但是在軟件的仿真上，采用了二維操作界面，不能真實模擬船舶分油機的狀態。采用虛擬現實技術，制作了船舶分油機的虛擬拆裝3D互系統，但缺乏分油機的管理操作訓練。針對以上問題，本文采用32位嵌入式芯片STM32作為主控芯片，該主控芯片基于ARM Cortex-M4內核，內嵌1M Flash和192KB RAM，并且可以達到168MHz的運行速度，可以輕松運行嵌入式實時操作系統。控制板的軟件設計方面，通過uCOS-II操作系統和以太網通信，實現實時與上位機的交互。采用C#語言，搭建船舶分油機系統的數學模型，并基于3ds MAX和Unity3D平臺，搭建三維上位機操作軟件，將虛擬現實技術引入到船舶分油機模擬器中，建立一個高度逼真的多模式訓練系統，具有很強的沉浸感，從而給學員帶來真實的培訓體驗。
1 系統總體設計
船舶分油機模擬系統是通過數學建模的方法，結合實物控制箱，將實際船舶上的分油機進行仿真的一套系統，船舶分油機模擬系統結構圖如圖1所示。
展開 船舶航向控制器設計與仿真
來源：互聯網 作者：馮嘉儀 劉教瑜 黃珍
關鍵字：船舶 船舶航向控制器 PID算法 MATLAB
詳細論述了船舶航向控制器的設計與仿真。首先，在MATLAB的Simulink環境中構建船舶航向控制系統的仿真模型，然后通過仿真分析來確定航向控制器的關鍵參數，最后進行調試。
1 船舶航向控制系統簡介
船舶航向運動控制系統由航向給定環節、航向檢測環節、給定航向與實際航向比較環節、控制器、執行機構——舵、調節對象——船等組成。航向控制問題包含兩個方面：航向保持和航向機動性。為了到達目的地和減少燃料的消耗，總是力求使船舶以一定的速度作直線航行，這就是船舶的航向保持問題，即航向穩定性問題：而當在預定的航線上發現障礙物或其它船舶時，或者在有限航道內航行，必須及時改變航速和航向，這就是船舶航行的機動性問題。這兩個方面是衡量一艘船舶操縱性好壞的標志，操縱性直接關系到船舶的使用效能和安全性。因此，船舶航向控制主要分航向保持與航向改變兩種模式。當船舶處于某個設定航線航行時，即航向保持問題；當設定航向發生改變時，船舶需要打舵回轉，即船舶跟蹤問題，前者是船舶在受到各種擾動時以最小的控制力保持在設定航向上，后者希望以最小的超調迅速準確地跟蹤新的設定航向。本文主要研究船舶航向保持問題。
船舶在運動過程中，指令航向由指揮人員給定，船舶的實際航向一般由羅經來測量，在受到外界干擾的情況下，會使船舶偏航，羅經所測得的實際航向與給定的航向進行比較，得出航向誤差信號，該信號送到自動舵系統中，自動舵系統根據所規定的控制規律進行計算，得出一個舵角指令，在舵機的作用下，將舵轉到所需的角度，使船舶修正航向，反復進行測量，直到實際航向與給定航向相一致，自動舵系統輸出零舵角指令信號，船舶按照指令航向進行航向。
展開 干貨視頻 | ANSYS船舶海洋工程領域仿真解決方案
ANSYS作為工程仿真領域的領導者，在海工領域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業應用案例，可為海工結構設計提供重要理論指導。
課程內容
01、船舶海洋工程仿真背景概述
02、ANSYS在船舶海洋工程領域的仿真解決方案
03、ANSYS結構產品功能與Aqwa水動力分析功能特點
04、Aqwa與Mechanical耦合仿真計算波浪載荷作用下船體受力變形分析流程
船舶動力系統仿真應用技術沙龍（免費參會哦~~）
尊敬的女士/先生：
當前，CFD技術已逐步應用于船舶的設計流程中，在國內部分企業已經發揮了顯著的經濟效益。作為致力于工程研發和創新服務的新型企業，為促進業內專業人士的交流，將已有成果加以分享，并時刻跟進船舶領域的新發展，在未知領域與客戶共同求索，海基科技將于2016年7月26日在上海舉辦船舶動力系統仿真應用技術沙龍，海基科技誠邀您的參與。
以下是本次沙龍的日程安排：
報名鏈接：https://jinshuju.net/f/pkLBF3
聯系人：雍女士
傳真：021-64157925-103
電話：021-64157905
郵箱：yongchen@hikeytech.com
展開 
網絡課 | ANSYS船舶海洋工程領域仿真解決方案
4、課程內容
1
船舶海洋工程仿真背景概述
2
ANSYS在船舶海洋工程領域的仿真解決方案
3
ANSYS結構產品功能與Aqwa水動力分析功能特點
4
Aqwa與Mechanical耦合仿真計算波浪載荷作用下船體受力變形分析流程
5、課程收獲
●了解到仿真軟件可為海工結構設計提供哪些工況類型分析；
●針對具體的應用場景該選用ANSYS中的什么分析模塊以及采用怎樣的仿真技術路線；
●基本掌握Aqwa與Mechanical耦合仿真計算方法。
點擊立即參與報名
來源于：陽普科技sunpro
展開 網絡課 | ANSYS船舶海洋工程領域仿真解決方案
ANSYS作為工程仿真領域的領導者，在海工領域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業應用案例，可為海工結構設計提供重要理論指導。
1、課程時間
12月30日（15:00-16:30）
2、適用人群
船舶行業、海洋工程、浮式風電、水上機器人、浮標設備、離岸工程等領域研發設計人員。
3、講師介紹
陳 猛
Ansys資深結構工程師
陽普科技金牌講師
碩士畢業于廣東工業大學機械工程學院。擁有8年CAE仿真工作經驗，負責并參入了多項國基項目和工程項目，如超聲波振動系統的研究，硬脆性材料加工過程裂紋擴展的研究，電梯轎架靜動載解析問題，新能源電池包結構強度問題，壓縮機配管系統振動噪聲問題等。目前在陽普科技擔任ANSYS結構工程師一職，負責ANSYS結構產品的售前/售后技術支持以及仿真項目咨詢工作，擁有較為豐富的仿真培訓經驗和工程項目仿真經驗。
展開 船舶與浮冰的碰撞仿真模擬
目前，此類實驗對實驗材料的要求較高（如建造船模，拖曳水池，造冰器等），現實中不易實現，CFD仿真模擬則成為很好的研究方式。
本文針對船舶與浮冰的碰撞，提供一種簡要的CFD仿真技術路線并進行實驗結果對比，用以說明使用CFD工具實現船舶與浮冰仿真模擬的可行性。
船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
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