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螺旋卸船機是廣泛用于港口和碼頭的以螺旋機取料并利用垂直螺旋輸送機提升的大型卸船設(shè)備。螺旋卸船機的優(yōu)勢是密閉性好，噪音小，現(xiàn)場勞動量投入小且易于操作。一般螺旋卸船機都是由垂直螺旋輸送機和水平或傾斜螺旋輸送機組合而成，復雜的結(jié)構(gòu)導致料流和磨損情況更復雜，靠經(jīng)驗難以判斷。螺旋卸船機面臨的問題有：葉片螺旋面磨損嚴重；設(shè)計不合理輸送效率低下；物料輸送時堵塞等。

本文基于CFD與經(jīng)驗方法提出了一種針對雙槳雙舵內(nèi)河船舶的操縱運動數(shù)學模型，通過將模型仿真結(jié)果與一艘雙槳雙舵64箱內(nèi)河集裝箱船船模自由自航模實驗結(jié)果的比較，驗證了該模型的有效性。本文采用CFD方法計算了模型船在不同進速系數(shù)和舵角下的螺旋槳及舵的水動力系數(shù)，并將計算結(jié)果回歸從而得到了考慮螺旋槳影響的舵力模型。

在當前模型中，船體尾流對螺旋槳的影響簡化為均勻來流的影響，且斜流的影響是通過經(jīng)驗方法改變有效舵角來計及的。此外，由于螺旋槳側(cè)向力可能導致雙槳雙舵船舶左舷和右舷整流效應(yīng)的不對稱，因此后續(xù)研究中還應(yīng)考慮操縱運動過程中螺旋槳側(cè)向力的影響。由于頻繁的轉(zhuǎn)舵操作會使船后流場復雜化，因此本文的簡化處理對Z形實驗的影響較回轉(zhuǎn)實驗更大，后續(xù)可考慮船-槳-舵耦合的CFD計算以提高建模精度。

科考船多波束導流罩線型CFD分析方法與試驗驗證[J]. 船舶工程, 2015, 37(4): 9-11. Zhang Ya, Ge Tong, Wu Gang.

下面以KP505槳模為案例，對螺旋槳模擬的主要步驟進行介紹。

此外，考慮到目前CFD等水動力計算軟件在新船開發(fā)和設(shè)計中發(fā)揮越來越重要的作用，本文還介紹了目前美國海軍正在開發(fā)的部分水動力軟件以及在高速運輸艦項目上的軟件應(yīng)用。

自推進測試：與開放水域螺旋槳分析不同，這里螺旋槳的效率取決于船的速度。當螺旋槳放置在船后時，螺旋槳的行為會略有變化（與開放水域螺旋槳測試獲得的結(jié)果相比）。測試時，模型船內(nèi)部安裝測功機和電機，并以固定速度拖入水箱。經(jīng)過一個點后，拖車就不再有阻力，這個無阻力中性點有助于計算螺旋槳效率。

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(yōu)化電動船舶設(shè)計以實現(xiàn)適當?shù)陌踩６龋褂萌叽绶抡鏈y試其在各種海況下的性能，并獲得對整個電動傳動系統(tǒng)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？

盡管如此，它仍然是 CFD 工程師必須解決的最具挑戰(zhàn)性的主題之一。它發(fā)生在許多領(lǐng)域，例如船用螺旋槳、水翼、魚雷、泵等。許多出版物都涵蓋了該主題，有時從另一個角度，從空化開始到其實際物理建模，使用實用的方法或更復雜的模型。Cadence 希望通過這篇博客文章分享其一些專業(yè)知識， 總結(jié)最先進的 CFD 技術(shù) 用于氣蝕預測并涵蓋不同的應(yīng)用和 CFD 功能，以滿足工程師的需求。

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%。

計算時采用實船數(shù)據(jù)，因為使用縮小版模型不能準確預測湍流，而湍流對最佳縱傾角度有很大的影響。局部再循環(huán)和水流剝離會導致模型和實船的預測力出現(xiàn)差異，因為支配這些現(xiàn)象的雷諾數(shù)不能在幾何比例中得到保留。與不包括湍流效應(yīng)的潛在數(shù)據(jù)相比，壁面粗糙度（污垢）的阻力增加效應(yīng)也可以納入 CFD 分析中。因此，對于船舶在整個生命周期內(nèi)的阻力，CFD 可以提供更真實的數(shù)據(jù)。

5、轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)用于操作 PropCad中的螺旋槳設(shè)計適合長久使用，例如創(chuàng)建FEA，CFD或者CAD/CAM模型。

計算時采用實船數(shù)據(jù)，因為使用縮小版模型不能準確預測湍流，而湍流對最佳縱傾角度有很大的影響。局部再循環(huán)和水流剝離會導致模型和實船的預測力出現(xiàn)差異，因為支配這些現(xiàn)象的雷諾數(shù)不能在幾何比例中得到保留。與不包括湍流效應(yīng)的潛在數(shù)據(jù)相比，壁面粗糙度（污垢）的阻力增加效應(yīng)也可以納入 CFD 分析中。因此，對于船舶在整個生命周期內(nèi)的阻力，CFD 可以提供更真實的數(shù)據(jù)。

CAE軟件廣泛地應(yīng)用于船舶設(shè)計過程中，基于計算流體動力學（CFD）軟件的“數(shù)字水池”在前期線型優(yōu)化過程中發(fā)揮了重要作用。進入21世紀后，世界造船業(yè)數(shù)字化進程加快，并具有了新的內(nèi)涵。21世紀初，韓國船廠意識到，要進一步提高船廠的核心競爭力，單靠設(shè)計軟件和建造設(shè)施的要素投入遠遠不夠，必須提高企業(yè)資源計劃的信息化水平。

用戶案例 通過 CFD 模擬和模型試驗評估了一艘新巡邏船在平靜水面條件下的總船舶阻力。船體形式由STM開發(fā)，其尺寸如下表：CFD 模擬船體的總阻力是使用不同速度下的 CFD 模擬計算得出的。這些模擬是在深水條件下使用 Fidelity FINE Marine 全尺寸進行的。使用 Fidelity Hexpress 對容器的幾何形狀進行網(wǎng)格化。

為了進一步提高性能，CFD 模擬還可以用于分析不同的螺旋槳設(shè)計 - 它們的形狀和位置。 船型優(yōu)化的計算分析 用于分析流體-結(jié)構(gòu)相互作用的船體形式模擬 CFD 求解器（如 Fidelity 和 Fidelity Pointwise）支持虛擬設(shè)計和優(yōu)化船舶設(shè)計，但假設(shè)是真實世界的操作環(huán)境。

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算流體力學（CFD）方法成為船舶操縱性領(lǐng)域的重要研究手段。采用CFD方法能夠求解理論分析無法獲得的復雜流動，且和物理試驗相比，所需的人力、財力大為減少。但在多時間尺度物理場（例如，直升機飛行、船舶螺旋槳推進）模擬中，采用CFD方法往往十分耗時，故而體積力法（bodyforcemethod，BFM）常被用于模擬槳葉的高速轉(zhuǎn)動效應(yīng)。

此關(guān)聯(lián)建立了虛擬盤產(chǎn)生的推力與船 DFBI 運動的聯(lián)系。該船坐標系根據(jù) DFBI 模型計算的流體力隨船移動。（4）應(yīng)用船推力；為了將虛擬盤生成的推力應(yīng)用于船，需要創(chuàng)建 6 自由度船體外力。

采用雙主機雙螺旋槳推進、雙舵系操縱，是全球同級別LNG船中航行、操縱能力最強的；該型船具有高度靈活的轉(zhuǎn)運兼容性，可實現(xiàn)從3萬立方米小型LNG船到17.4萬立方米大型LNG船廣泛船型范圍之間的液貨轉(zhuǎn)運。日本川崎汽船株式會社、工銀金融租賃有限公司、申能（集團）有限公司為“傳奇太陽”號的聯(lián)合船東。