CFD 技术在确定肥大船舶形状因子中的应用研究

以CFD为工具,探索了求取肥大船舶形状因子的新途径。通过比较分析,确定了叠模数值模拟方法中影响形状因子的主要因素。在此基础上,采用相同的网格生成方式和计算参数,对VLCC等10型船进行了形状因子计算,并与国外的试验取值进行了比较。将得到的形状因子用于7万t油船和VLCC的航速预报,与实船测试结果非常吻合,表明该方法可以用于确定肥大船舶的形状因子数值。     

超浅吃水船型的开发

本文以重庆造船厂设计、建造出口缅甸的61．5m超浅吃水客货船为例，介绍了研制这种船型的必要性、设计过程中取得的经验，并指出了进一步研究的方向。     

浅吃水肥大船型的研究

本文用船形可分原理研究浅吃水肥大船的线型。首先用阻力试验对船首进流段的八个方案进行选择,然后以最佳进流段方案 SM 147为固定前体,再对七个去流段方案用阻力、自航、伴流试验作出全面衡准,最后得到的 SM 557单桨水滴形球尾的去流段性能最好。所选的许多方案是国内造船同行筛选过的优秀母型,其中进流段方案包括优秀常规首、折角型球首、优秀实船的小球首、球首等;去流段方案包括优秀常规尾、高球尾、低球尾、斜锥形球尾、水滴形球尾、不对称单尾和优秀双尾鳍等。以 SM 147为进流段,SM 557为去流段组成的船型特别适合于 L/B=5.65,B/T=3.4,C_B=0.82左右的浅吃水肥大型船。本方案基于优秀肥大型船仿射变换而得,可对其他肥大型船和浅吃水肥大型船有重要的参考价值。     

水面船形状因子的CFD计算研究

本文介绍了针对水面船形状因子开展的CFD计算研究.为解决计算域中船舶艏部和艉部附近存在的低正交性、高扭曲率的低质量网格对计算精度和稳定性产生不利影响的问题,在CFD求解器中引入了非正交修正和梯度限制器.针对KVLCC2、KCS和"育鹏"轮三种典型船型,开展水面船形状因子CFD计算研究,并对计算结果进行了不确定度分析.结果表明,形状因子CFD计算结果以较高水平通过了不确定度分析的验证和确认,说明求解器较好地解决了关键局部区域低质量网格带来的问题,能够以较高的精度计算水面船形状因子.     

吃水随航道水深变化时的船型论证方法

本文提出了当航道水深变化对船舶吃水有影响时,可通过船舶年平均装载率和年货运量对船型作技术经济论证的思想,并对相应的船型论证的方法进行了研究和讨论.以川江油船标准船型论证为例,证明以本文思想和方法设计的船型比按传统方法设计的船型在主要技术经济指标方面均有显著改善.     

浅吃水纵流船型与常规船型稳性的比较

一引言 浅吃水纵流船型不仅具有优良的快速性，而且具有良好的稳性，特别适合浅水航道，是值得推广的一种浅水船型。尤其是珠江水系浅水航道，自然码头众多，更适宜采用这种船型。下面对浅吃水纵流船型与浅吃水常规尖首船型的稳件差异进行探讨，为设计人员提供参考。     

船船水动力相互作用的CFD分析研究（英文）

A numerical study of ship-to-ship interaction forces is performed using a commercial CFD code, and the results are compared with experimental data and with the results of a panel method analysis. Two ship models have been used in the interaction forces analysis: a tug and a tanker, advancing parallel to each other with different lateral distances and two different values of the fluid depth. Computations are carried out with four different flow models: inviscid and viscous flow with the free surface modeled as a rigid wall and inviscid and viscous flow with the deformable free surface. A fair agreement was obtained with available experimental data and results obtained by panel method. The influence of viscosity in the computations is found to be comparatively weak, while the wavemaking effects may be important, at small magnitude of the horizontal clearance.     

将CFD纳入CAD系统革新船型设计方法

综述了船舶CFD方法的发展历史及其在现阶段的应用水平．提出将CFD方法纳入CAD系统，革新传统的船型设计方法，提高我国的船舶设计水平的构想。     

船舶横摇阻尼的CFD数值模拟研究（英文）

船舶横摇阻尼是影响参数横摇和瘫船稳性等大幅横摇运动的关键参数。文中基于非定常RANS方程在静水中对模型2792进行了自由横摇衰减的数值模拟,该模型是船舶第二代完整稳性衡准制定中瘫船稳性研究的国际标准船模,数值模拟中采用了两种网格类型,一种是滑移网格,另一种重叠网格。计算结果表明,数值模拟的自由横摇衰减曲线和模型试验结果吻合良好,另外CFD计算的横摇阻尼与试验值的误差小于Ikeda’s经验公式计算的误差,证明非定常RANS方程可用于预报横摇阻尼。     

上海市内河码头设计船型确定方法

设计船型是码头设计的基础，是码头靠泊等级、结构设计、水域尺度设计的依据。上海Ⅵ级及以下航道里程约占总航道里程的75%,现状通航船舶、航道代表船型、码头设计船型之间差异较大，码头设计等级与通航船型不匹配的矛盾日益增大，给内河码头规划、设计、建设和运营管理带来很多不便。通过梳理分析关键问题，研究分析现状通航船型、码头设计船型、航道代表船型之间的异同点，最后经理论计算和结果复核论证，提出上海市内河码头设计船型确定方法。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计（英文）

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计。结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响。文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考。     

三因次船舶阻力换算方法中确定形状因子的探讨

本文是对三因次船舶阻力换算方法中确定形状因子的初步探讨。应用在上海交通大学船模试验水池试验的24,000吨油船五艘几何相似船模的公开发表数据,分别用几何相似船模的方法、Prohaska方法和15届ITTC建议的方法以计算形状因子。主要结论是:由15届ITTC方法得出的总阻力系数的均方差较Prohaska方法为小,又较接近于用几何相似船模方法得出的结果。     

基于CFD的船型优化设计研究进展综述

随着计算机技术的飞速发展以及最优化理论的不断完善,最优化技术已被引入船舶设计领域,并与先进的CFD技术成功结合,发展形成了崭新的SBD(Simulation Based Design)技术,该技术为船型优化设计和构型船型打开了新的局面,在国际船舶研究设计领域引起了广泛的关注.文中对船舶领域中的SBD技术的基本内涵及其所包含的主要关键技术进行了阐述和总结,同时对国内外该研究方向的发展现状与趋势进行了分析和评述.     

船体冰载荷的反演确定法（英文）

由于船体结构受到的外部载荷及载荷承受能力决定了船体结构的损伤程度，因此船舶在冰区海域航行的安全性与其受到的冰载荷直接相关。本文根据极地科考补给船S.A. Agulhas II的原型测量数据，给出了两种艉肩部冰载荷的反演确定方法：一种为根据试验建立的影响系数矩阵法来确定肋骨处受到的冰载荷，另一种为利用Tikhonov正则化建立的三种离散方式来确定外板区域受到的冰载荷。计算结果表明，这两种方法均能克服数据处理过程中的病态性并得到船体结构的冰载荷。     

超浅吃水宽幅船型阻力的实用估算法

本文通过实例验证基尔斯修正母船阻力估算法，证实它可作为估算超浅吃水宽幅船型阻力的一种实用方法，供设计人员在设计中使用。     

我国江海直达货物运输及船型背景分析（下）

作者将江海直达货物运输及船型有关的背景资料,作初步的整理和分析,供参考。     

基于升力线的OpenProp and CFD的AUV螺旋桨设计（英文）

A high-efficiency propeller can enable a long mission duration for autonomous underwater vehicles (AUVs). In this study,a new method with OpenProp coupled with computational fluid dynamics was developed to design a propeller for an Explorer100 AUV. The towed system simulation of the AUV was used to measure the nominal wake, and a self-propulsion simulation was used to measure the effective wake at the disc plane just in front of a propeller. Two propellers referring to the nominal wake (propelle...     

基于CFD和响应面方法的最小阻力船型自动优化

  目的  为减小高速船舶的兴波阻力,提出一种减阻水翼附体。  方法  水翼附体截面选择NACA 0012翼型,采用经收敛性验证和可靠性验证的数值计算方法,对安装于船艏的不同尺寸、不同安装位置水翼附体的减阻效果进行研究,并进一步分析在船艉加装T型翼的减阻效果。  结果  结果显示,当仅在船艏安装了水翼附体时,在高航速（Fr=0.45,0.494）下总阻力最大可以减小7.38%和6.82%;在船艉加装T型翼后,阻力会进一步减小,在高航速（Fr=0.45,0.494）下总阻力分别可以减小9.35%和11.13%。  结论  所提出的减阻水翼附体可以大幅减小高速船舶的总阻力,提升高速船舶的快速性,能够为进一步改善高速船舶的航行性能提供新的技术手段。     

基于CFD和响应面方法的最小阻力船型自动优化

计算流体动力学CFD方法凭借其较高的计算精度和获取更多流场信息的能力逐渐成为新船型设计重要手段.文章利用iSight多学科优化平台建立了一套船型优化系统,集成了CFD技术、船型变换及自动生成技术和响应面代理模型技术和组合优化算法.编制了船型参数变换和生成系统实现了船型变换和CFD计算程序Shipflow输入数据的自动连接;通过对主要船型参数的控制,实现整个船型优化流程的自动化.采用了进化遗传算法(GA)与二次序列规划法(SQP)相结合的二阶组合优化方法实现了从全局探索再到局部空间寻优的整个流程.同时,将响应面近似模型(RSM)引入到优化进程中,解决了计算精度与优化效率间的矛盾,使得高精度的CFD分析工具融入到船舶优化设计进程中成为可能.最后利用该系统对一条设计船的阻力性能进行了优化.