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2.流阻分析與減阻優(yōu)化通過(guò)在 Star-CCM+ 中模擬船體在不同速度下的流場(chǎng)，可以評(píng)估船體的阻力和阻力分布。這有助于設(shè)計(jì)師找到減少阻力的優(yōu)化方案，從而提高船舶的燃油效率和船速性能。3.起泡現(xiàn)象研究Star-CCM+ 可以模擬船舶在高速航行時(shí)的起泡現(xiàn)象，特別是泡沫阻尼對(duì)船舶性能的影響。這種現(xiàn)象在高速船和水下船體的設(shè)計(jì)中十分重要，因?yàn)樗梢詼p少阻力、提高船體穩(wěn)定性和減小噪音。

[3] 馮旭，馮士倫，向嘉雋，等.FX自升式平臺(tái)拖航穩(wěn)性研究[J].船舶工程，2017,39(6):73-76.FENG Xu,FENG Shilun,XIANG Jiajun,et al.Research on towing stability of FX jack-up platform [J].Ship Engineering,2017,39(6):73-76.

用戶案例 通過(guò) CFD 模擬和模型試驗(yàn)評(píng)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(kāi)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(jì)算得出的。這些模擬是在深水條件下使用 Fidelity FINE Marine 全尺寸進(jìn)行的。使用 Fidelity Hexpress 對(duì)容器的幾何形狀進(jìn)行網(wǎng)格化。

即使航行速度和吃水保持不變，船舶的阻力也會(huì)發(fā)生變化，這取決于縱傾角度。

即使航行速度和吃水保持不變，船舶的阻力也會(huì)發(fā)生變化，這取決于縱傾角度。

圖14 局部初始化圖15 計(jì)算設(shè)置計(jì)算結(jié)果分析PERA SIM Fluid提供了全面的后處理功能，可以提取點(diǎn)、線、切割面、切割體、流線、等值面、動(dòng)畫等結(jié)果，也具有創(chuàng)建圖表、自定義函數(shù)等功能創(chuàng)建針對(duì)特定問(wèn)題的物理量。

自動(dòng)化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數(shù)值模擬領(lǐng)域。【工程應(yīng)用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動(dòng)化計(jì)算流程（一鍵計(jì)算）+智能化計(jì)算參數(shù)優(yōu)化【算例文件】關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”進(jìn)行咨詢或聯(lián)系jianchen122004@126.com更多精彩內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”...

本文以韓國(guó)船舶與海洋工程研究所的集裝箱船（KRISO container ship, KCS）為研究對(duì)象，采用CAESES軟件構(gòu)建原始船型的參數(shù)化模型，以CFD數(shù)值計(jì)算得到的總阻力系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，分別采用CAESES內(nèi)置的傳統(tǒng)優(yōu)化算法和自研的Silverbullet優(yōu)化算法對(duì)原始船型的阻力性能進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比。

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(dòng)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)。

他們將船舶流體動(dòng)力學(xué)阻力數(shù)據(jù)和螺旋槳數(shù)據(jù)添加到軟件中，從而獲得吸收功率的估算值。此值對(duì)應(yīng)于以所需速度推動(dòng)船舶所需的功率。仿真結(jié)果如圖3所示。

網(wǎng)格自適應(yīng)目標(biāo)和挑戰(zhàn) 通過(guò)網(wǎng)格自適應(yīng)，CFD 仿真從初始網(wǎng)格開(kāi)始并改進(jìn)網(wǎng)格以減少手頭流動(dòng)的離散化誤差。最初，自適應(yīng)算法估計(jì)截?cái)嗾`差。然后，他們豐富梯度最高區(qū)域的網(wǎng)格，努力減少離散化誤差并確定模擬問(wèn)題的“理想”網(wǎng)格。改編聽(tīng)起來(lái)令人印象深刻，并且也可以在商業(yè) CFD 包中使用。不幸的是，大多數(shù)網(wǎng)格自適應(yīng)程序否定了他們?cè)噲D解決的主要好處： 適應(yīng)不解決正確的幾何。

由于不斷變化的海洋、運(yùn)輸、裝載和競(jìng)賽條件影響船舶設(shè)計(jì)性能，可能需要數(shù)百甚至數(shù)千次模擬運(yùn)行才能最終確定設(shè)計(jì)并對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性充滿信心。因此，自動(dòng)化對(duì)于在不影響結(jié)果準(zhǔn)確性的情況下最大限度地縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間至關(guān)重要。我們的解決方案具有低弗勞德數(shù)和高弗勞德數(shù)阻力、適航性、（自）推進(jìn)、縱傾優(yōu)化、開(kāi)放水域螺旋槳以及船舶 CFD 分析的許多其他方面的自動(dòng)化。

政策指引下，全球綠色船舶數(shù)量提升。據(jù)DNV統(tǒng)計(jì)，2022年全球綠色船舶保有量突破1000艘，其中電動(dòng)船舶586艘占比約56%，但各類綠色船舶滲透率均不足1%。海外尤其歐洲的船舶電動(dòng)化發(fā)展較早，歐美國(guó)家自2010年開(kāi)始，積極推動(dòng)零排放、低噪音的電動(dòng)船舶替代柴油船舶。挪威是當(dāng)下全球運(yùn)營(yíng)大型電動(dòng)船舶數(shù)量最多的國(guó)家。在國(guó)家支持、船企持續(xù)升級(jí)技術(shù)的背景下，未來(lái)海外依然是船舶電動(dòng)化的主要戰(zhàn)場(chǎng)。

型線優(yōu)化可以降低船舶阻力、降低動(dòng)力需求以獲得更好的整體效能。對(duì)于已經(jīng)服役的單要素設(shè)計(jì)船舶，修改船舶整體線型是不經(jīng)濟(jì)的，可以對(duì)球鼻艏進(jìn)行局部?jī)?yōu)化。因?yàn)榕d波阻力與船首形狀以及不同速度下的吃水深度有關(guān)。

常規(guī)船舶水動(dòng)力節(jié)能技術(shù)是指通過(guò)船體線型、螺旋槳和加裝附加裝置等的優(yōu)化對(duì)船舶周圍流場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到降低船舶阻力或提高螺旋槳推進(jìn)效率而達(dá)到節(jié)能目的，具體可見(jiàn)表1。

只需要裸船體阻力和自航案例來(lái)驗(yàn)證該方法（空化和開(kāi)放水域螺旋槳測(cè)試不在本次練習(xí)的范圍內(nèi)）。與船體阻力模擬的慣例相反，模擬的是整個(gè)船體而不是半個(gè)船體。這允許正確包含由于容器的初始流體靜力平衡和 3D 掃描幾何形狀引起的小不對(duì)稱，如研討會(huì)組織者提供的那樣。 該過(guò)程在一天內(nèi)得出了準(zhǔn)確的結(jié)果，證明該方法對(duì)于 LeadingEDGE 當(dāng)前提供的商業(yè)服務(wù)是可行的。

最小化單個(gè)屬性（例如，要求的運(yùn)費(fèi)率），通常會(huì)找到它的最小值;然而，將有許多其他設(shè)計(jì)接近于在其他重要屬性（例如，速度、成本、耐波性等）沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化。很明顯，多準(zhǔn)則方法提供了更多的洞察設(shè)計(jì)特點(diǎn)。多準(zhǔn)則設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)施需要合適的決策方法和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)設(shè)計(jì)模型。設(shè)計(jì)模型經(jīng)由特定設(shè)計(jì)模塊（關(guān)于船體形狀、流體靜力學(xué)、阻力、動(dòng)力、耐波性、空間利用、成本估算等）預(yù)測(cè)候選船舶的值/效用設(shè)計(jì)屬性。

船體的強(qiáng)度、剛度分析；動(dòng)力學(xué)分析；噪聲分析；抗爆性分析；疲勞耐久性分析；流體阻力分析；動(dòng)力與推進(jìn)分析；穩(wěn)性與耐波性分析；通信設(shè)備的電磁場(chǎng)分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)分析；多物理場(chǎng)耦合分析...等 船舶結(jié)構(gòu)分析解決方案（視頻分享）面對(duì)數(shù)字化如何與結(jié)構(gòu)仿真結(jié)合？如何確保船舶結(jié)構(gòu)的完整性？

Moldex3D「材料精靈」會(huì)自動(dòng)提供。製程條件：必須指定如螺桿位置等運(yùn)作條件。Moldex3D「加工精靈」會(huì)自動(dòng)提供一些重要的製程條件。在執(zhí)行 ScrewPlus 模擬後，將自動(dòng)更新熔化溫度資訊。使用 ScrewPlus 模擬螺桿塑化ScrewPlus 是 Moldex3D 中的附加模組。

法向阻力系數(shù)CD與文獻(xiàn)[4]推薦的參考值1.2～1.4較為接近；切向阻力系數(shù)Cf與文獻(xiàn)[5]中的參考值0.005～0.010基本吻合。表2 傳輸纜和感知纜的水動(dòng)力參數(shù)求解高非線性的偏微分方程組的方法有很多，AQWA軟件采用的是時(shí)間域解法，該方法在模型化時(shí)可考慮所有的非線性，在每個(gè)時(shí)間步上對(duì)每個(gè)質(zhì)量項(xiàng)、阻尼項(xiàng)、剛度項(xiàng)和載荷項(xiàng)進(jìn)行重新計(jì)算。