Fluent与Patran的接口实现及其在船舶力学中的应用

结合当前Fluent和Patran软件的特点,并针对船舶力学计算、流固耦合分析等的需要,阐述了两者接口开发的重要性.还对Fluent和Patran接口的功能、开发过程做了详细的介绍,并给出了应用的算例说明,对接口在船舶力学中的应用做了有启发性的展望.     

SPD与Patran接口系统的设计与开发

随着SPD系统越来越广泛的应用,市场对其要求也越来越高。为了推进SPD应用于船舶设计的各个阶段,解决不同系统间的信息孤岛问题,开发了SPD与CAE前处理器Patran之间的接口。该接口系统根据SPD与Patran的模型数据结构特点,解析SPD中带属性的舰船结构几何模型,对几何模型进行简化处理并加载属性,生成Patran系统可直接用于有限元分析计算的SESSION模型文件,实现了SPD系统与Patran系统之间的数据共享,使SPD系统能够应用于船体初步设计以及生产制造过程的仿真,如分段的吊装仿真,大大缩短船舶的设计周期。系统开发环境以Microsoft Visual Studio 2008为主,Patran系统采用Patran 2010,介绍了接口系统的构架设计思想、数据流程、功能模块组成和软件编程思想,详细阐述了系统对于数据简化的处理方法和模型重建的方法与效果。     

关于船体几何模型从CATIA到MSC.Patran的转换

介绍对CATIA几何模型进行规范化处理,利用CATIA CAE划分网格及优化、提取网格属性及分组信息后转换到MSC.Patran中的方法。以1艘30万t超大型油船(VLCC)舱段结构的CATIA几何模型为例,成功进行转换及计算。验证表明:转换后的信息完整,无需二次加工;该方法可操作性和实用性强,且适用于船体结构复杂的板梁模型。     

港口连续卸船机结构有限元分析中的模型旋转技术研究

针对某系列港口连续卸船机,结合MSC.Patran前后处理器和MSC.Acumen平台实现了该系列卸船机有限元分析的前处理,并将模型旋转方法应用于卸船机有限元分析中,借助该方法从基本模型旋转产生各种工况需要的计算模型,设定载荷和工况后进行批处理分析,避免了手工分析大量重复的前处理工作。     

卸船机专用结构有限元分析系统

为了有效地发挥通用有限元计算的优势,快速提高卸船机的分析效率,针对链斗式卸船机的结构特点,采用MSC.Patran前后处理器和MSC.Acumen平台相结合的方法,开发了一套卸船机结构有限元分析专家系统.集成了模型资料与计算方法,提出了卸船机通用的模型旋转方法,并将其应用于有限元分析前处理,实现了多模型导入、管理和批处理计算.对系统产生的模型进行了计算和分析,结果表明,系统符合卸船机设计分析的要求,卸船机模型旋转方法是避免大量重复工作的有效途径.本研究是国内首次将MSC.Acumen应用于卸船机有限元分析,拓展了MSC.Acumen的应用范围,具有重要的参考价值.     

管形数据转换及管件信息模型表达

针对常用三维CAD软件在处理和表达管形数据方面存在的不足,本文介绍了管形数据两种描述方法,并给出了管形设计数据至加工数据的转换模型。基于导管STL模型的几何信息自动提取算法能够实现常用CAD软件设计的导管模型信息的自动提取,从导管加工CAD/CAM集成的角度建立了基于特征的导管零件信息模型,该模型能够充分表达用户对导管的加工缺陷控制要求,为实现导管加工的CAD/CAM集成提供了统一的产品数据模型。     

电子战仿真异构数据库数据集成应用研究

在分析异构数据源集成的基本模式的基础上,提出基于数据仓库技术实现电子战仿真异构数据库数据集成的解决方案,规划系统数据集成应用模式,设计电子战仿真试验数据仓库模型、数据抽取和转换的流程图,并分析数据转换规则。     

船舶CAD-CFD接口开发与应用研究

为实现船型优化中各船舶设计软件和性能计算软件间的集成应用,实现基于CAD与CFD的船型自动优化,基于B样条曲线开发读取SHF模型文件的接口程序,实现多软件之间型值数据的交换。以实例验证接口程序在转换模型文件过程中的精确度与实用性,该接口程序不仅适用于常规单桨船,还适用于双艉鳍船型的模型文件转换。     

基于XML的舰船通信网络监控数据优化集成

当前的数据集成采用将数据映射至同一中心库的方式实现数据集成,应用于异构环境下会出现数据耦合较大、处理复杂性高的问题。就上述问题,设计基于XML的舰船通信网络监控数据优化集成方法。对舰船通信网络不同来源的数据标准化处理后,依据基于模型驱动的转换原理进行数据库映射,从而建立监控数据集成虚拟库。消除虚拟库中不同类型的元数据语义冲突后,利用决策树算法实现监控数据集成。仿真测试验证设计的集成方法处理时间明显缩短,集成后数据的最低利用率可达88.6%,有效降低数据耦合度,提高了数据可用性。     

基于数字电路模型的继电器控制电路测试技术研究

根据继电器控制电路的特点,将其转换为组合逻辑电路模型,并给出了转换的原则和方法。借鉴数字电路的测试技术,应用伪穷举测试法对转换后的继电器控制电路进行测试,并给出了测试过程中对电路进行分块的算法。将该方法应用于某型柴油机遥控系统的自动测试中,结果表明,该方法能有效对继电器控制电路进行建模和分析,为继电器控制电路的自动测试提供了一种实用有效的方法。     

LNG加注船液货舱区域温度场有限元分析

以6 000 m3 C型独立式液货舱液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)加注船为研究对象,利用Patran软件的热分析模块,使用有限元法对液货舱区域温度场进行数值模拟.计算过程主要考虑传导和对流,对计算模型加以合理简化,根据热力学理论计算出热对流换热系数,使用Patran软件建模并进行有限元...     

基于一种固体区域迭代算法的圆柱涡激振动数值计算

利用Fluent平台的用户自定义程序（UDF）以及动网格模型,实现了圆柱运动方程的一种迭代求解算法,分别对层流、湍流状态下,弹性支承圆柱体在一定约化速度下的涡激响应进行了数值模拟,探讨了不同阻尼比对涡激响应的影响。结果表明：采用该迭代求解算法对弹性支承圆柱涡激振动的预测结果较为合理;随着阻尼比的逐渐增加,初始支振幅、升阻力系数时程曲线将由多频率拍振,最终变为单一频率主导的振动,且涡激振幅逐渐减小;除了质量-阻尼比联合参数m*ζ外,阻尼比ζ本身也应作为一个重要的涡激影响参数单独进行考量。     

60客位海景观光船结构强度计算和校核

由于工作于水下,水下观光船大量使用钢化玻璃结构,使船体强度的校核很难用常规规范的方法或舱段有限元方法,为此,运用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对60客位海景观光船进行全船有限元建模,根据规范计算波浪和运动载荷,对模型进行加载,计算得到全船包括钢化玻璃结构在内的应力分布和相对变形情况.     

甲板运输船艏部舱段有限元强度分析

考虑甲板运输船的甲板相对较宽,容易导致尺度比超出规范的限定,因此其强度分析应该特殊考虑.利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran建立舱段有限元模型,对甲板运输船的艏部舱段在总纵外载荷、外部水压力和甲板局部载荷作用下的强度进行直接计算和分析.     

基于谱分析法的大型集装箱船疲劳强度评估

本文采用谱分析法对船舶进行疲劳强度评估,论述了谱分析法的基本原理.以1艘大型集装箱船为例,利用MSC.Patran软件进行全船有限元建模,采用三维线性势流软件Compass-Walcs进行波浪载荷计算,通过PCL语言完成波浪载荷及舱室惯性力的自动加载,结合S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对大型集装箱船的典型部位进行疲劳强度评估.     

基于MSC.Patran的水翼升力求解方法研究

根据已有的水翼升力面理论计算方法及成果,对水翼模型进行部分简化,并借助MSC.Patran实现了水翼模型和流场计算域的参数化建模,设置边界和工况后,对水翼航行中的升力使用有限元法进行迭代求解。与已有规律和试验结果对比表明,使用参数化建模和有限元法可以计算出水翼的升力以及自由面的形变数据。不仅减少了手工劳动,而且预报了水翼的升力及分布。