STAR-CCM船舶与海洋工程行业解决方案

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1、船舶与海洋工程解决方案行业概况计算流体力学方法应用于新船型的设计开发已经拥有非常久远的历史，作为空气动力学的重要分支，船舶水动力学早期主要依赖于势流理论和经验公式来修正，无法全面考虑流体的粘性效应对船舶性能的影响，随着现代数值技术理论的突破和计算机能力的显著提高，船舶水动力学的研究焦点开始转移到计及自由液血的不可压粘性流的研究方向上来。基于雷诺平均的N-S方程求解的方法RANSE(Reynolds-averagedNavier-Stokesequations)早期未能在船舶行业得到广泛应用的主要原因是，一、势流方法计算速度快，并且依赖于经验数据的积累，在某些

2、方面也能获得较好的计算结果，如螺旋桨的设计。二、由于船舶几何尺寸非常大，空I'可维数巨大，基于雷诺平均的N-S方程求解法计算量非常大，而且若考虑流体与船体结构的耦合作用，由于问题复杂性的提高，结果的精确性不易把握。但是，近几年随着CFD技术的持续改进，传统商业CFD商业软件更多的借鉴船舶专用流体的网格技术，使得基于雷诺平均的N-S方程求解法更为广泛的应用到船舶新船型的开发上。以粘性流体力学研究为主导的研究思路越来越多的被发达国家船舶科研院所采用。CDAJ-China的CAE产品能够提供船舶海洋行业全面的解决方案，用CFD软件STAR-CD或STAR-CCM+

3、可以对船型开发，船舶性能优化，船用螺旋桨性能预报，船机桨舵匹配等方面进行数值模拟仿真分析，建立船舶虚拟数值水池；结合优化软件modeFRONTIER和网格变形软件MeshworkMorpher可以对船舶首尾部位进行自动优化，降低船舶阻力，满足快速性的要求。结合流固耦合平台软件MPCCI可以对船舶在波浪中的受力进行流固耦合分析；船用大功率发动机的分析可借助一维仿真软件GT-SUITE.船舶流体力学软件STAR-CCM+软件介绍：STAR-CCM+是一款将现代软件工程技术、最先进的连续介质力学数值技术和卓越的设讣结合在一起的新一代CFD软件。与传统的CFD软件相

4、比，STAR-CCM+充分融入现代软件工程技术思想，不同的功能模块各自独立创建，模块间不必要的关联降为最低，从而最大稈度地避免预料之外的计算结果。STAR-CCM+软件的特点及优势：1)一体化工作环境，业界首款支持网格并行生成的CFD软件。2)面向对象的图形用户界面，拥有数据管理系统，并可以轻松实现用户子程序，语言描述；3)大规模并行计算能力，是世界上首款支持计算10亿个网格的软件;4）连续介质力学数值技术（CCM）；5）多面体网格和六面体为核心的多面体网格技术。独有的网格技术，改变传统CFD网格生成耗时的缺点，可以高效自动生成网格。6）用户子程序，Java

5、语言描述。更加方便快捷的帮助用户自定义边界条件、源项和后处理函数等操作。7）STAR-CCM+软件的算法在收购船舶专用流体力学软件COMET之后，充分继承了COMET的优点，并在网格叠加技术上做了更多的开发，非常适合用以研究船舶在波浪中的6自由度运动。解决方案船舶性能a.船舶快速性研究»船舶阻力预报»兴波阻力计算»总阻力系数计算»上层建筑风阻计算»各种新船型开发（小水面双体船等）»船舶首部、尾部形状优化b.船舶稳性研究»船舶在波浪中的运动（横摇，纵倾，6自由度）»新船型耐波性研究»船体受波浪抨击载荷研究»液体舱晁动模拟»船舶附体研究（如减摇鳍）c.船舶操纵性

6、能研究图1：利用STAR-CCM+软件特有的DFBI模型辅助船舶设计，可以提高船舶在恶劣海况下的航行安全»船舶螺旋桨性能研究（推力曲线计算，伴流分数计算）»新型螺旋桨性能研究（喷水推进器，导管桨，表而桨，POD桨）»舵性能研究»船一桨一舵相互干涉研究»操纵性研究（如回转半径）船厂、船台建筑»船厂车间，船台通风模拟»车间，船台焊接有害气体的驱散»火灾模拟»逃生模拟（VE模块中Simulex）海洋工程»海洋平台的风环境研允»海洋平台在波浪中的受力分析»海洋平台在恶劣海况下的上浪模拟»人造工程对海洋生物的影响分析»海水净化和淡化工程研究图2：DFBI模型处理动网格

7、问题比其他CFD软件简单,并且所耗费的时间要少得多。其他»帆船、赛艇的CFD分析»快艇、救生艇的CFD分析»潜艇的性能分析»舰船数值模拟分析图3：挪威Agder大学利用STAR-CCM+软件中的DFBI模型对恶劣海况下救生艇抛射入水过程分析DFBI模型的介绍CD-Adapco负责产品管理的副总裁说：“新DFBI模型的突出优点在于它可以用于对由流体流动引起的物体运动进行6自由度的模拟，其过程与模拟流体流过同样物体的定常流动一样，不需要用户附加任何操作。DFBI模拟中网格生成过程与简单非移动计算中的网格生成完全相同，并且DFBI模型可以不需要像其它CFD工具那样

8、使用复杂耗时的网格再生方法完成模拟计算任务。”STA