更快发现更优设计

海洋船舶行业多学科模拟仿真

日益严苛的排放标准和规范正迫使船企造船商对船舶性能各方面进行改善。STAR-CCM+ 可对实际运行工况下的船舶进行实尺度足尺 CFD 模拟,在赋予设计师创新能力的同时也打开了获得更高效和更优设计的大门。

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促进性能提升

了解多学科模拟仿真和设计开发如何帮助解决海洋船舶行业业必将面临的最严峻挑战。

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STAR-CCM+ 可对实际运行工况下的船舶进行实尺度足尺 CFD 模拟,在赋予设计师创新能力的同时也打开了获得更高效和更优设计的大门。

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STAR-CCM+ 和 EHP 可帮您预测船舶在实尺度足尺试验和模型试验中遇到的阻力,包括航态中的动态下沉与倾斜深沉和纵倾。模拟启动后,工作流可以自动在多种实际海况中对模型进行测试,或通过自推进执行测试。

STAR-CCM+ 能够轻松处理船舶上层建筑上部结构复杂的几何图形,帮助您进行空气动力学模拟。这有助于提高上层建筑的性能,确保对发动机排放和污染物扩散进行控制。

STAR-CCM+ 可精确模拟船舶您的推进系统,而非通过使用规定的操作动作进行拖曳试验,模拟的内容包括旋转桨叶与船体周围水流之间的相互作用,必要时还可预测空化的发生和影响。

通过重叠网格技术,STAR-CCM+ 可帮您预测船舶在实际海况和极端海况下的性能表现。这包括实尺度足尺的波浪砰击和晃荡模拟,无需应用相似准则缩放比例与近似法缩放比例,可生成更精确的荷载,以便进行结构分析。

深入探究

海洋船舶行业面临的危机危及: 传统设计方法无法改善性能

海洋船舶行业转向模拟仿真技术以应对 21 世纪的挑战

海运是全球货物运输的最主要途径,但该行业从未遇到过今天所面临的两个主要挑战:前所未有的人口增长速度以及旨在应对气候变化的严苛法规。 Ba根据预计的人口规模,到 2020 年之前贸易需求预计将从目前的 90 亿吨增至 125 亿吨,而到 2030 年之前将增至 190 亿。与此同时,将有一系列新的法规在未来五年内生效,特别是针对船舶影响环境足迹的新法规。

因此,海洋船舶行业被赋予了一项艰巨的任务,那就是提高生产力(更多的船只,更大的装载量)的同时大幅降低对环境的影响(减少排放,提高效率)。 传统的“设计-测试-建造”方法中,船体使用简化的势流潜流模拟工具进行设计,并通过缩小放大的物理模型在拖曳水池中进行试验,因此无法准确地提供实现长期环境目标所需的性能改进。此外,这些方法还无法精确预测船舶在真实操作条件下的性能表现,比如在实际海况大浪中的自推进力自航操纵。

“自由创新”
对此的解决办法是快速而广泛的采用模拟仿真技术,如计算流体动力学(CFD),有限元分析(FEA)以及多学科设计开发(MDX)以促进性能改进。

结合专为传统造船工程师设计的船体性能预测(EHP)界面,STAR-CCM+ 可以提供像其他运输行业一样的创新自由度,即:

  • 设计师不受限于模型放大的需求
  • 可自由验证新的理念以实现或超越监管目标(MDX)
  • 理念和解决方案可在实际的操作条件下进行验证
  • 同样的方法可应用于初步设计和详细设计优化
  • 同样的方法可应用于系统和部件级别
  • 通过集成仿真环境和 JAVA 脚本,轻松设置过程自动化

 

随着迫使行业过渡转型的严苛法规的出台,复杂模拟和优化技术(如 HEEDS)的出现,以及不断提高的计算能力,剩下唯一的阻碍便是仍深深根植于海洋船舶业思维模式中的传统设计方法。

更快更优设计
来自美国船级社的 Dr. Richard Korpus 接受访问时表示: “100 多年来,设计师始终使用演进方法(每次设计做出微小改进)建造船舶。在最近几年,CFD 提供了一项开创性技术来实现革命性方法——每代设计实现真正优化。”. STAR-CCM+ 拥有强大的功能,可以自动化模拟过程并使其与现代技术一样有效,船舶设计师终于能够推出新颖有效的设计解决方案,从而跟上市场快速发展的脚步。

案例研究

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