水質(zhì)水動力的案例
【環(huán)境仿真專題第五講】使用TELEMAC-MASCARET研究發(fā)電廠冷卻水排放對鹽水湖湖水質(zhì)及生態(tài)的影響
利用仿真技術(shù)推演研究區(qū)域的水質(zhì)情況
是環(huán)境仿真技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域
本周為大家?guī)? 專題的第五個案例
一起來學(xué)習(xí)吧
對海洋環(huán)境而言，發(fā)電廠冷卻水排放造成的影響可通過與其他環(huán)境因素的相互作用而產(chǎn)生綜合效應(yīng)，對附近的水域造成影響。
《環(huán)境仿真專題》第五講
使用TELEMAC-MASCARET研究發(fā)電廠冷卻水排放對鹽水湖湖水質(zhì)及生態(tài)的影響
01
研究背景
發(fā)電廠排放冷卻水的溫度或鹽度與排水口附近的水域如果存在差別，就會很容易影響周邊生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)。比如溫排導(dǎo)致的水溫改變會影響溶解氧含量等水體理化指標(biāo)，從而引起水域內(nèi)浮游生物的種類和數(shù)量波動、影響魚類的繁殖和發(fā)育等等。因此需要制定管理措施，限制發(fā)電廠冷卻水的排放量。
數(shù)值模擬可以實現(xiàn)在短時間內(nèi)預(yù)測冷卻水排放對相關(guān)水域的水體理化指標(biāo)的影響，直觀地體現(xiàn)不同管理措施的效果，從而輔助制定適合的管理措施。
02
軟件介紹
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團(tuán)（EDF）的法國國立水利與環(huán)境實驗室開發(fā)的一款研究水動力學(xué)和水文學(xué)領(lǐng)域的高性能數(shù)值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規(guī)則三角網(wǎng)格，讓復(fù)雜的海岸線和河口的描繪更為精確。該軟件可以構(gòu)建1D，2D和3D水動力學(xué)模型以解決波浪傳播, 波浪振動特性，水質(zhì)污染，泥沙輸運和海床形態(tài)變化等問題，擁有豐富的用戶技術(shù)支持和廣泛的工業(yè)應(yīng)用及驗證。
03
模型建立
貝爾瀉湖位于法國的東南部，是最大的地中海瀉湖之一，僅通過西南方的一條水渠與地中海相連。
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
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(jìn)、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(jìn)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 《Macromolecules》 廣工高粱/華工孫尉翔/施雪濤:短烷基側(cè)鏈的長度對疏水締合水凝膠相分離結(jié)構(gòu)和動力學(xué)的影響
摘要
相分離在增韌水凝膠中起著至關(guān)重要的作用。因此，調(diào)節(jié)相分離結(jié)構(gòu)對于理解相分離水凝膠的增韌機制至關(guān)重要。當(dāng)前的合成策略通常對相分離結(jié)構(gòu)提供有限的控制。最近，廣東工業(yè)大學(xué)高粱副教授,華南理工大學(xué)孫尉翔副研究員/施雪濤教授團(tuán)隊將短烷基側(cè)鏈修飾的水凝膠庫制作為模型相分離水凝膠，以研究短烷基側(cè)鏈對相分離結(jié)構(gòu)、表觀力學(xué)和動力學(xué)的長度影響。短烷基鏈改性聚合物從高濃度溶液中經(jīng)歷蒸氣誘導(dǎo)相分離并聚結(jié)成連接良好的富含聚合物的相。隨著側(cè)鏈長度的增加，由于疏水相互作用增強，富含聚合物的區(qū)域變厚。
流變學(xué)表明，較長的烷基側(cè)鏈會導(dǎo)致較高的“玻璃化”轉(zhuǎn)變溫度和較慢的動力學(xué)。然而，通過將小變形特性（線性流變學(xué)）和大變形特性（拉伸行為）的拉伸速率和溫度相關(guān)性相關(guān)聯(lián)，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)無論側(cè)鏈的長度如何，當(dāng)拉伸時水凝膠變得堅韌和堅固。測試溫度接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或拉伸速率匹配中頻區(qū)域的弛豫時間。在這項工作中獲得的凝膠的強度和韌性是相分離和玻璃化轉(zhuǎn)變的綜合作用。
這項工作闡明了相分離水凝膠中機械元件的設(shè)計原則。相關(guān)論文以題為Length Effects of Short Alkyl Side Chains on Phase-Separated Structure and Dynamics of Hydrophobic Association Hydrogels發(fā)表在《Macromolecules》上。
圖解
Cn-0.5的合成及拉伸性能
圖 1. Cn-0.5 的合成。
圖 2. Cn-0.5 的拉伸行為。(A) 一些最先進(jìn)的堅韌水凝膠之間的斷裂應(yīng)力 (σf) 和斷裂拉伸 (λf) 圖中的比較圖。
展開 建立水動力模型！
前言
前文已經(jīng)講了如何制作網(wǎng)格文件（.mdf文件），這一博文就講如何建立水動力模型。
Step 1 導(dǎo)出mesh文件
前文制作好的mdf網(wǎng)格文件不可以直接拿來用的，需要先導(dǎo)出成mesh文件，步驟如下三圖：
于是，就可以看到你設(shè)定的文件夾里出現(xiàn)了一個 .mesh 的文件，這個就可以用作建立模型了。
Step 2 設(shè)置模型參數(shù)
首先，選擇【MIKE 21】→【Flow Model FM（.m21fm）】，然后就打開了設(shè)置參數(shù)的界面，如下兩圖：
接下來，設(shè)置一下參數(shù)。
【Domain】，加載mesh文件，其他參數(shù)均保持默認(rèn)。
【Time】，這個需要自己設(shè)置，如下圖：
模擬結(jié)束時間 － 模擬開始時間 = 時間步長 × 時間步數(shù)
對于時間步長如何確定，也并沒有特定的要求，我一般是根據(jù)情況取 60(1分鐘) 或 120(2分鐘) 或 180(3分鐘) 或 240(4分鐘)。
關(guān)于時間步長和時間步數(shù)，我自己做了一個 Excel 小工具，很方便計算，上傳到我的CSDN資源庫里了，有需要的讀者可以到資源欄目中自行下載（不需要積分），叫做：【MIKE小工具】-計算時間步數(shù)-晏長街。
【Module Selection】，模塊選擇，其中水動力模塊（Hydrodynamic）是必選的。我們這里也只選擇水動力模塊。
接下來的設(shè)置就都是水動力模塊的參數(shù)了。
【Solution Technique】，算法。
Shallow water equations，淺水方程，Time和Space均選擇低階運算方法（Low order，fast algorithm）就行，其余均保持默認(rèn)。
Transport equations，傳輸方程，均保持默認(rèn)。
展開 
【CAE案例】復(fù)雜入海口水動力仿真
這項研究表明，二維水動力仿真是一個適合入海口研究的水動力仿真模塊，其具備良好的處理淺水問題和漫灘的能力。
文章來源遠(yuǎn)算云仿真
Delft3D的水動力模擬教程
為了構(gòu)建水動力模型，你需要去準(zhǔn)備一些配置文件，這些文件中包括了用來描述物理現(xiàn)象的參數(shù)，還有求解物理、化學(xué)方程的數(shù)值參數(shù)，另外還包括一些控制情景及輸出模擬結(jié)果的設(shè)置。這些參數(shù)都可能對結(jié)果影響很大，所有的輸入文件被存儲在MDF的文件中。
雖然我們學(xué)習(xí)的是Delft3D，但是在這個過程中我盡可能的提煉目前主流模型所共有的東西，這樣可以觸類旁通了。上面這段話是什么意思呢？
模型的參數(shù)可以分為幾種類型：
機理過程的參數(shù)。這種參數(shù)主要是生化過程的參數(shù)化之后的幾個變量的值，這些值會影響物理化學(xué)等過程，這類參數(shù)也是我們做模型時候最應(yīng)該關(guān)注的，比如水動力中擴散系數(shù)，糙率等等，水質(zhì)中的降解系數(shù)等。在大量的模型相關(guān)的論文中，這些出鏡率是最高的，也就是這些才是真·參數(shù)。
數(shù)值計算參數(shù)。目前大部分復(fù)雜的水質(zhì)模型是沒有解析解的，這時候往往采用的是數(shù)值求解的方式，這時候就會有數(shù)值求解相關(guān)的參數(shù)，這類參數(shù)影響的是我們計算的精度和效率，往往非常的復(fù)雜，徹底弄明白需要非常好的數(shù)學(xué)功底，但是我們是研究環(huán)境模型的，這些參數(shù)只需要了解和設(shè)置幾個關(guān)鍵的參數(shù)即可，如計算步長等，其他的等需要的時候再去研究，不需要花費過多的精力。
模型設(shè)置參數(shù)。這類參數(shù)呢，主要是用于控制模型的行為的，比如輸出的結(jié)果的頻次，小時還是天的，輸出哪些變量，或者輸出的垂向哪層的結(jié)果，這些配置就像我們常用軟件的設(shè)置一樣，屬于外部的參數(shù)類，與環(huán)境模型關(guān)系不大，大多數(shù)不會影響計算，而是影響模型輸出的結(jié)果，這些參數(shù)一般隨著對模型的了解會逐漸的熟練，開始的時候默認(rèn)即可。但是，如果錯誤的設(shè)置，可能會導(dǎo)致你無法得到結(jié)果，所以說其也比較的重要。
展開 【CAE案例】基于二維水動力仿真的大陸架建模
07 小結(jié)
本文主要講述了IMDC的工程師利用二維水動力通用仿真軟件建立二維水動力模型，對比利時海岸帶的水位和流速進(jìn)行了模擬計算，并與TOPEX的實測數(shù)據(jù)與Xaver氣旋期間Oostende和de Wandelaar站點的實際測量結(jié)果進(jìn)行了對比。
IMDC的研究表明，使用二維水動力通用仿真軟件建立的大陸架模型，不僅可以很好地模擬常況下由潮汐波引起水位變化，更能夠很好地預(yù)測極端氣候條件下海岸帶的水位變化情況，具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。
文章來源：遠(yuǎn)算云仿真
基于改進(jìn)體積力法的導(dǎo)管螺旋槳水動力性能數(shù)值研究
這是因為當(dāng)進(jìn)速增大時，螺旋槳水動力螺距角減小，由體積力源所模擬的槳葉升力這一水動力效應(yīng)減弱，進(jìn)而導(dǎo)致槳?導(dǎo)管耦合水動力效應(yīng)減弱，從而使得因模擬耦合效應(yīng)失真而產(chǎn)生的誤差也隨之減小。
由表5可見，在各來流速度（不含2kn）下，改進(jìn)體積力法1和改進(jìn)體積力法2的前進(jìn)合力的平均相對誤差絕對值分別為1.86%和11.65%，較Goldstein分布方法的平均相對誤差絕對值（30.28%）大幅降低。與敞水工況相似，改進(jìn)體積力法1于艇后仍有較高的精度，優(yōu)于方法2。總而言之，改進(jìn)體積力法整體上較好地實現(xiàn)了對艇后導(dǎo)管螺旋槳水動力數(shù)值的模擬，其計算精度均較Goldstein分布方法有較大的提升，也優(yōu)于傳統(tǒng)螺旋槳體積力法，適用于艇體?導(dǎo)管?體積力耦合水動力的數(shù)值模擬。
上節(jié)提到，在敞水工況下，當(dāng)進(jìn)速系數(shù)較大（J?0.7）時，采用體積力法模擬導(dǎo)管螺旋槳推力誤差較大（表4），從圖12（a）、圖12（b）和表5可以看出，在艇后工況下，高來流速度（2kn）時亦如此。現(xiàn)將就該問題予以探討。在高進(jìn)速系數(shù)（進(jìn)速系數(shù)大于導(dǎo)管推力變?yōu)樽枇r對應(yīng)的進(jìn)速系數(shù)）下，螺旋槳升力會減少，槳?導(dǎo)管之間的“動水動力效應(yīng)”隨之降低。為便于理解，假設(shè)此時螺旋槳停止轉(zhuǎn)動，靜止于導(dǎo)管內(nèi)，承受著高速來流的沖擊。體積力法以體積力源代替槳葉，模擬的是螺旋槳的升力效應(yīng)，而高進(jìn)速時，槳葉充當(dāng)?shù)母嗟氖亲枇Φ慕巧瑯?導(dǎo)管之間更多地體現(xiàn)為“靜水動力效應(yīng)”。現(xiàn)行的體積力法暫無法模擬槳的阻塞效應(yīng)，為此，郁程等[10]針對體積力法中槳葉的阻塞效應(yīng)進(jìn)行了修正研究。再者，當(dāng)進(jìn)速增大時，需要捕捉導(dǎo)管渦脫落等流動現(xiàn)象以精確評估導(dǎo)管的水動力特性，這相當(dāng)于對大攻角水翼的仿真，而本文所用RANS方法難以勝任。
但是，導(dǎo)管螺旋槳一般被設(shè)計用于重載工況（低進(jìn)速系數(shù)），在重載工況下，推力較大、效率較高。
展開 Fluent實用案例 | Suboff直航水動力仿真
本案例利用Fluent以美國國防高等研究計劃 署 (DARPA) 的標(biāo)準(zhǔn) SUBOFF 全附體模型 ( 無螺旋槳 )
為研究對象展開靜態(tài)水動力仿真分析，并與相關(guān)實驗數(shù)據(jù)展開對比，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果較為接近。本案例所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以進(jìn)一步對各種水下航行體模型展開計算，并通過改變攻角、添加螺旋槳等方式，進(jìn)行更為復(fù)雜的水下航行體水動力仿真計算。
1 workbench 設(shè)置
本案例具體設(shè)置如下圖 ：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:s uboff長為L,直徑為D。外部計算域長為4L ，半徑為12D 。距離入口邊界與模型首部距離為L，出口邊界與模型尾部距離為L 。入口邊界條件設(shè)置速度入口邊界，出口邊界條件設(shè)置為壓力出口邊界， SUBOFF表面設(shè)置為無滑移壁面邊界條件，其余壁面設(shè)置為對稱壁面邊界條件 。
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。需要對suboff附近區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密，具體網(wǎng)格劃分如下圖所示：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
由于本文僅分析穩(wěn)態(tài)Suboff的水動力特性，因此僅需要進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果的討論，此處的設(shè)置比較簡單，勾選為穩(wěn)態(tài)計算。
4.2 模型設(shè)置
由于是簡單的阻力計算，因此可以選擇K-W SST湍流模型進(jìn)行仿真計算。
展開 雨水管道末端與河道水動力相互作用模擬研究
在地表徑流方面，陳潔云等[5]總結(jié)了城市雨水徑流估算分析模型的發(fā)展，證明封閉式分析模型能高效準(zhǔn)確地估算城市雨水徑流量；Martin Bruwier等[6]系統(tǒng)分析了9個城市特征在洪泛情況下對地表徑流的影響，表明洪水嚴(yán)重程度主要受建筑面積的影響；Francisco Peňa等[7]采用 FLO-2D 和MODFLOW-2005提出了一種基于物理、松耦合的建模框架，對降雨過程中地表水和地下水的相互作用導(dǎo)致的城市洪澇進(jìn)行細(xì)化研究。
對于地表徑流和管道流耦合的過程，Noh Seong Jin等[8]在城市淹沒分析中研究了不同形狀雨水口的流量系數(shù)；Ricardo Martins等[9]采用計算流體力學(xué)(computational fluid dynamics, CFD)和試驗相結(jié)合的方法對不同排水條件下溝渠的水力特性進(jìn)行了研究；陳倩等[10]對不同工況雨水口的泄流能力進(jìn)行了試驗研究；還有一些研究人員在城市洪水耦合模型中對進(jìn)水口進(jìn)行了不同的模擬分析，并通過試驗進(jìn)行了驗證[11,12]。在管道流動方面，Heekyung Park等[13]早在1998年就使用水動力學(xué)模型對環(huán)狀和樹狀管道系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的水動力評估；Pachaly Robson Leo等[14]評估了在雨水管理模型5.1(Storm Water Management Model 5.1,SWMM)中加入Preissmann槽算法后，在復(fù)雜、高度動態(tài)流入場景中的性能；葉家強等[15]研究在管道建模過程中通過入滲效率來估算管道排水量，其中入滲效率和降雨高潮位都有關(guān)系。
在雨水管末端區(qū)域，河道水位的頂托效應(yīng)對其排水性能具有重大影響。
展開 船舶水動力實尺度計算
基于CFD數(shù)值方法，模型尺度與實船尺度模擬的設(shè)置與研究有很大的不同：
本次分享船研所陳建挺老師的報告《船舶水動力實尺度計算》
本文來自：與聽風(fēng)來
基于二維水動力模型的密度驅(qū)動流模擬
這說明密度差異帶來的流動更能抵抗上游來水的影響。對于工況C，其結(jié)果與工況A的比較相似。這些分析與前兩個理論情形算例得到的結(jié)論是一致的。
圖
11 仿真時間一天后的各工況鹽度分布圖。
（工況A：只考慮密度驅(qū)動；
工況B：只考慮擴散；
工況C：同時考慮擴散和密度驅(qū)動）
03 案例總結(jié)
該案例使用二維水動力數(shù)值仿真研究了二維模型下密度分布不均帶來的影響，對比了擴散和密度驅(qū)動兩種作用的效果，發(fā)現(xiàn)密度驅(qū)動帶來的效應(yīng)比擴散作用更加明顯。
對密度驅(qū)動來說，河道地形也會對結(jié)果造成影響。在該案例中，梯形河道的鹽度分布變化速度要比矩形河道更快。而對于擴散而言，兩種河道的差異很小。此外，深水區(qū)的鹽度要比淺水區(qū)要高。在尼羅河入海口算例中，密度差異帶來的流動有效地抵抗了上游來水的影響，使得含鹽水的侵入長度沒有出現(xiàn)大幅的減小。
04 小結(jié)
在氣候變化的大背景下，海平面上升已成事實，入海口處的鹽平衡將被打破，或?qū)@些區(qū)域的生態(tài)等方面造成較大的影響。該案例展現(xiàn)了通用二維水動力軟件在模擬存在鹽度分布差異的水動力仿真能力，驗證了二維水動力在評估海平面上升對入海口區(qū)域的影響的可能性。
文章來源：遠(yuǎn)算云仿真
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
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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。因此有必要開發(fā)新的船形，這樣就涉及到船舶水動力設(shè)計與優(yōu)化，鑒于上述可知：
（1）水動力優(yōu)化工具（軟件）對于水動力研究具有非常重要的作用和影響，為更好地開展水動力研究，建議國家和大型造船集團(tuán)進(jìn)一步開展和完善船舶核心和主流設(shè)計軟件的自主開發(fā)與技術(shù)引進(jìn)的長期戰(zhàn)略規(guī)劃，加強與國際國內(nèi)軟件企業(yè)的合作，爭取短期內(nèi)實現(xiàn)軟件的二次開發(fā)應(yīng)用，在長期階段實現(xiàn)核心軟件的國際合作開發(fā)和自主開發(fā)。
（2）從企業(yè)和研究機構(gòu)的角度來看，建議研究機構(gòu)更加注重水動力等基礎(chǔ)性能研究和工程應(yīng)用，健全技術(shù)創(chuàng)新機制，培育具有國際視野和涉足前沿技術(shù)的高端技術(shù)人才。注重前沿技術(shù)、理論方法的跟蹤與研究。
此外，根據(jù)美國海軍的新船型的研發(fā)歷程可知，企業(yè)加強與海軍研發(fā)機構(gòu)的聯(lián)系有助于技術(shù)的創(chuàng)新，促進(jìn)船舶水動力發(fā)展。
（3）從具體的產(chǎn)品類型，短期內(nèi)可以選擇對船型局部進(jìn)行優(yōu)化，包括首尾等，選擇某一類或幾類艦型做試驗，積累經(jīng)驗后再判斷是否適合推廣。
展開 船舶快速性、水動力學(xué)分析Shipflow介紹
Shipflow是一款性能優(yōu)越的船舶流體力學(xué)分析專用軟件（數(shù)字化船模水池），適于民船和軍船的各種水動力特性研究，能夠分析波浪模式、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導(dǎo)阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數(shù)。
產(chǎn)品概述
Shipflow最初由瑞典的SSPA 公司和 Chalmers 科技大學(xué)在80年代聯(lián)合研制并推出，是針對船體和潛水器流體動力學(xué)數(shù)值模擬的專用軟件。經(jīng)過20多年的發(fā)展，在全世界擁有眾多的客戶群，為船舶流體力學(xué)研究提供了可靠、便利的工具。 Shipflow 相當(dāng)于數(shù)字化的船模水池，適于進(jìn)行民船和軍船的各種水動力特性研究。 Shipflow 模擬可以給出波浪模式、壓力分布、速度矢量、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導(dǎo)阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數(shù)。通過結(jié)合具體船型進(jìn)行船舶流場特性預(yù)報，比較不同線型方案的性能優(yōu)劣，提高船舶設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期降低設(shè)計成本，發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代。
展開 OpenFoam水動力模擬之——潰壩
最近安裝了OpenFoam，了解了一些OpenFoam的使用方法，按照用戶手冊中的潰壩的算例，計算了一個。
OpenFoam在這種有自由面的問題中，采用了界面捕捉算法，可能是VOF或者Level Set技術(shù)，但是看起來效果并不太好，遠(yuǎn)不如粒子法計算得到的效果，不過雖然加密了網(wǎng)格數(shù)目，計算規(guī)模還是沒有之前使用粒子法的規(guī)模大。不過，估計規(guī)模同樣的情況下還是不如粒子法。如果粒子法的界面重構(gòu)技術(shù)能再給力一些，在計算這種自由面的問題時真的就會將FVM+VOF遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后了。
