脉动风作用下船舶风载荷数值仿真

为评估船舶所受风载荷并进行船舶安全性预报,以某散货船为研究对象建立船舶三维模型,采用数值模拟计算方法进行研究。借助有限元分析软件WorkBench建立合理的风场计算域,进行网格划分、边界条件设置,湍流模型采用Standard k-ε模型,利用MATLAB编程结合谐波叠加法设置参数生成随机脉动风,提出了脉动风作用下船舶风载荷数值仿真方法,入口边界条件采用脉动风进行船舶风载荷仿真,相比平均风更贴近海洋真实风场环境。计算脉动风作用下不同风向角的风载荷并进行对比分析,结果表明,不同风向角的船舶风载荷力是不同的。通过不同时刻的船体及流场脉动风压分布情况进行对比分析得到船舶脉动风载荷分布特性。船舶脉动风载荷仿真方法可为相似船型船舶的风载荷预报提供参考。

船舶风载荷计算及上层建筑降阻优化

以某5万吨级油船为研究对象,采用数值计算和风洞试验相结合的方法,对该油船不同风向角下的风载荷进行了研究。同时,基于降阻提效的理念,对该船上层建筑正迎风面构型进行了优化设计,并提出了3套优化方案。研究结果表明:数值结果与试验结果较为吻合,该数值方法可用于船舶风载荷工程预报;提出的上层建筑优化方案能够达到一定的降阻效果。

船舶风载荷研究现状及计算方法比较

首先总结船舶风载荷的研究方法与现状,并以某油船为研究对象,对风载荷分别采用风洞试验测量、数值模拟计算和经验公式估算研究。以风洞试验数据为依据,分析数值模拟和经验公式估算两类方法的有效性。算例计算表明,采用的数值模拟方法和经验公式估算都有较好的计算精度,能为学术研究和工程应用提供参考。

船舶风载荷数值模拟中流域构造方法的研究与应用

以15000 TEU集装箱船为计算对象,针对船舶风荷载数值模拟中多风向角工况下大量重复性工作问题,基于STAR-CCM+平台,提出3种计算域构造方法:移动参考系模型法(MRF)、重叠网格法(Overset Mesh)、内外域分区构造法(Subregion),实现多风向角计算模型共享,助力风载荷数值建模的完全流程化和自动化。3种构造方式下风载荷数值模拟结果具有很好的一致性,验证了方法的同质性,并将正迎风时纵向力系数与Fujiwara经验公式对比,差异不大,初步证实计算结果的准确性,待后续风洞试验结果的进一步验证。