基于SHIPFLOW MOTIONS的测量船耐波性研究

以一艘测量船为研究对象,采用基于势流理论的商业软件SHIPFLOW中的MOTIONS模块对其进行耐波性数值仿真,研究其在波浪中的运动和阻力特性。利用三维时域完全非线性边界元方法计算船舶在迎浪规则波中的运动特性,并将数值计算结果与模型试验结果相对比,结果表明:船舶在波浪中的升沉和纵摇运动数值计算结果与模型试验结果较为吻合;船舶在波浪中的阻力增加RAO值计算结果与模型试验结果的最大偏差约为13%;波浪增阻数值计算结果的精度明显高于基于三维频域线性势流理论的计算结果。此外,直接采用SHIPFLOW软件模拟该船在不规则波中的运动,验证其非线性问题处理能力,结果发现模拟计算结果与试验结果的偏差约为7%,证明采用该方法解决船体周围复杂流场问题可行。

基于SHIPFLOW软件的方尾舰船阻力快速预报

SHIPFLOW软件被广泛应用于基于阻力的船型方案优选,但其对舰船阻力预报的适用性却少有研究。为确保舰船方案论证及优选结果的准确性,针对常规水面舰船方尾船型开展计算分析,提出适用于方尾舰船兴波阻力计算的网格划分方式以及获取兴波阻力系数的方法。为准确估算舰船阻力,可引入排挤厚度来修改船体型值,以在兴波阻力计算中等效计入粘性影响,并在此基础上形成舰船阻力快速预报方法。将某方尾舰船阻力数值计算结果与试验结果进行了对比,结果表明,预报误差基本控制在7%以内,验证了该方法的可行性。

基于SHIPFLOW的某大型集装箱船阻力预报与试验验证

以势流兴波阻力理论中的Rankine源方法为计算基础,利用SHIPFLOW软件模拟了某大型集装箱船的周围流场,考虑流体粘性及自由表面影响,预报了集装箱船的船模阻力。选择三种船体网格(FM,MM,CM)进行船体表面网格划分,采用势流理论与粘流理论的分区分步计算方式(ZONAL法),将数值计算的船舶总阻力值与船模试验值进行对比。计算结果表明网格划分形式MM的计算结果最为准确,同时也验证了SHIPFLOW软件求解技术的可靠性并提高了计算效率。最后选择MM网格划分形式,基于改造母型船法,对原球艏形式进行了改型,计算结果表明:改型球艏船型较原始船型具有更好的阻力性能,达到了船型优化的目的。

基于SHIPFLOW软件的某集装箱船的阻力计算分析

利用SHIPFLOW软件来计算船舶阻力是目前比较常见的方法。本文对某集装箱船在满足总体设计的基础上,基于船东营运需求,采取多工况、多航速优化技术,同时在优化中重点关注浅吃水和中、低航速工况,设定营运工况优化权重进行优化。最后,利用三因次换算法对优化后的船型进行阻力预报,并与船模实验进行了对比,结果表明,预报误差在-4%～3%之间,满足工程使用要求,验证了该方法的可行性。

基于SHIPFLOW的散货船阻力预报分析

本文利用SHIPFLOW软件对某中低速灵便型散货船进行船模尺度下的阻力预报分析,提出SHIPFLOW适用于中低速肥大型方尾散货船阻力预报的计算模式及改善尾部网格质量、提高计算精度的方法。将阻力的CFD模拟结果与船模试验结果进行对比,结果表明CFD阻力预报误差基本控制在±3%范围以内,满足工程精度要求,验证了SHIPFLOW对散货船阻力预报的适用性,为后续方案优选论证提供保障。

基于计算流体动力学的最小阻力船型自动优化

基于计算流体动力学(CFD)理论,利用i SIGHT优化设计平台构建一种船型自动优化方法。该方法集成船型变换及自动生成技术、CFD技术及优化算法。优化过程中,编制船型参数化融合模块实现船型变换与SHIPFLOW软件输入数据间的自动连接;采用遗传算法与二次序列规划法相结合的组合优化方法实现从全局探索再到局部空间寻优的整个流程。以某双艉集装箱船为例,优化后船体兴波阻力明显下降,总阻力也得到显著的改善,获得了设计航速下总阻力最小的船艏与船艉线型组合,表明了该方法的可行性与有效性。研究显示,所提出的方法可以获得阻力性能优良的船体型线供设计者参考,具有较强的工程适用性,在基于CFD的船型自动优化方面具有广阔的应用前景。

基于CFD的双艉船型阻力数值预报

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学(CFD)理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力预报及其试验数据的比对分析,结果显示,预报误差基本控制在4%以内。研究表明,该方法计算效率较高、易于实现、经济性较好,且预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。

势流计算在船舶型线优化改型中的适用性研究

为了考察势流计算进行型线数值优化或改型的可能性或适用范围,通过6型船的CFD计算与模型试验对比分析,发现对于方形系数小于0.8的中高速船,采用势流理论的方法,可以快速、准确地分辨出不同型线设计方案的阻力性能优劣。这种方法有望成为一种高效的型线优化或改型技术手段。

改进型双支柱SWATH的兴波阻力研究

以一艘用于内河渡轮的双支柱小水线面双体船(SWATH)为研究对象,提出不同于传统设计的片体艏部形状,并调整前支柱位置,利用Shipflow软件对片体、支柱两者之间的兴波干扰以及船舶整体的兴波阻力进行计算和比较,得到片体艏部型线和前支柱位置对船体兴波阻力的影响,并以此为依据提出了此种船型的改进方案.

2500车滚装船阻力性能试验与计算

给出了2500车汽车滚装船的主要尺度和线型特征,并从船模试验和计算流体力学理论计算两个方面研究该船的阻力性能。

CFD在船型优化中的应用

本文以 VLCC 型线开发与优化为工程背景,应用 CFD 方法对比分析了原型与优化船型的阻力性能,从而展现 CFD 软件 Shipflow 的功能及其应用。

基于Friendship的高速客船特征参数灵敏度分析

对某高速客船利用Friendship全参数化建模软件和SHIPFLOW流体计算软件,在进行多航速的船体艏部兴波阻力优化时,需要将特征参数作为设计变量。通过Sobol优化算法对特征参数的灵敏度进行分析,剔除不灵敏的特征参数,可有效地降低设计空间的维数,从而提高计算效率,节约时间和成本。研究结果具有一定的工程实用价值。

49000 DWT油船化学品船线型设计与优化

以49000 DWT油船化学品船的线型设计为基础,应用FRAMEWORK和SHIPFLOW软件对其线型进行了优化,试验结果证明取得了良好的效果。

穿浪型船体与常规船体尾流的比较

对于相对较新的船型，例如穿浪型船体，以往的资料往往不足以成为向船型设计提供必要参考的基础依据。在这种情况下，船舶设计师没有简单的方法来选择初始船型，而且对传统的"设计路径"是不合适产生怀疑。计算流体力学（CFD）为船型的早期研究提供了一种可替代模型试验的方法。CFD可计算船体绕流，包括对波浪效应和粘性流动的某些重要方面的计算。即使CFD程序不能完全精确地计算波浪阻力，它也能提供船舶周围大多数波系非常详细和可靠的图形。较低的波面减少了波列带来的能量，可降低船舶阻力。因此，利用改变船体而减少船舶波系幅值，使得在无历史性数据和不进行探索性模型试验情况下（如穿浪船），对初步设计优化变得可行。运用SHIPFLOW程序，基于常规高速护卫舰船型，叙述了发展新船型的例子。对类似的船型进行了水池试验，发现在20kn以上时这种改进是有效的。运用SHIPFLOW程序研究了在35kn航速下常规船型的波系。通过修改母船体，得到穿浪船型，并在35kn相同航速下用SHIPFLOW程序研究其波系。将常规船型的波系与穿浪船型的波系进行了比较。两种波系比较结果表明穿浪型具有稍小的首波，说明了穿浪船型对波型的影响，也说明了穿浪船型需要进一步改进的方面。

30000m^3 LNG船线型设计与优化

以30 000 m^3 LNG船线型设计为背景,研究了2种推进型式,为该类采用吊舱式推进器船型的线型设计积累了经验。使用FRAMEWORK软件和SHIPFLOW软件对由母型船初始变换过来的单桨和双吊舱线型进行阻力方面的优化,并最后进行了船模试验验证,试验结果显示优化后的线型性能指标优良。