|
船舶/港口设备/海洋工程 |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
|
查看本类全部文章 |
| |
|
|
|
|
赛艇的仿真 |
|
|
作者：CD-adapco顾问 史蒂芬·佛格森 |
|
恭贺 在2008奥运会赛艇女子四人双桨决赛中，中国运动员“唐宾/金紫薇/奚爱华/张杨杨”为我国赢得赛艇比赛首枚金牌！
在公平的竞赛规则下，想成为奥运会赛艇冠军需要两种素质：完美的动作和坚定的毅力。与其他运动相比，赛艇比赛需要十足的爆发力和熟练的技术。运动员要想以零点几秒的优势赢得冠军，就必须在平时的训练中比对手付出更多。而在雅典奥运会上，这一点正慢慢改变，仅仅依靠汗水和泪水已经显得力不从心，最佳的团队又增加了一样新武器－计算流体动力学（ Computational Fluid Dynamics，以下简称CFD），而它也许将决定是金牌还是铜牌。
其实，在海事工程中，CFD这种工程工具已经得到了很广泛的应用。长期应用于稳定航行的船只船体优化设计中，而对复杂的非稳定三维空间运动的分析也变得日渐重要。有效的使用CFD可以降低对昂贵的拖曳水池试验的依赖性，而且可以尝试更多优化的设计方案，这在没有CFD之前是不可能实现的。
图片1：波浪高度 图片2：下表面压力分布图
赛艇的仿真具有很大的挑战性。一般来说，船的行驶具有恒定的速度，但是对于赛艇来说，因为是在全体队员有节奏的滑动下航行，所以在每一个滑行行程中，船都会经历加速和减速，这样它的位置和姿态在水中就会动态的变化，这就使得对赛艇的仿真成为一个复杂的多自由度仿真。这个领域的先锋是Filippi船队（隶属于Filippi Lido造船厂）和它的合作者们。作为高水平竞赛赛艇设计的领军企业，他们这几年一直用CD-Adapco的CFD代码来进行优化设计，以迎接即将到来的夏季奥运会。他们与一所意大利享有盛誉的大学-都灵米兰大学合作，尽可能把他们的赛艇选手送上奥运会的最高领奖台。
利用CD-adapco的STAR-CD CFD求解器，他们第一次成功的模拟了桨手周期性运动对船体的影响、每个划桨冲程引起的加速已以及阻力和推进力随时间变化的规律。仿真中充分考虑了下沉量（运动中的船只在水中的起落）和吃水（运动中的船只在水中的俯仰）。模拟结果显示出，这两个量对船体阻力具有主要的影响。
图3：船尾的速度损失
这一模拟的成功完全得益于CD-adapco的CFD求解器的开放式结构，它使得用户可以方便的添加刚体模型的子程序，使求解获得六自由度上的模拟结果。
CD-adapco的CFD求解器可以快速、准确和高效的计算出船体周围的水面高度，利用高精度界面捕捉技术（High Resolution Interface Capturing，简称HRIC），可以清晰的捕捉水和空气之间自由表面。模拟结果可以帮助我们深入了解真实状况下赛艇周围的流场状况，-其中某些状况是在变比例的拖曳水池实验中是无法实现的。可能对于外行来说，赛艇只不过是一个简单的船体，但它确实有着复杂的几何特征，在建模和优化设计中需要付出巨大的努力。
在极端情况下错误的下沉量和吃水深度，可能会使水流迅速的流过侧边进入船体，造成严重的后果，这一点在奥运会赛艇湖的试验性赛舟项目中得到证实，几起沉船事件后取消了这个比赛项目。在赛艇比赛中，“与流体为伍”并非那么简单。
由于对性能的领先要求，运动器材也成为CFD分析的一个重要测评对象。Filippi船队作为一个典型的例子，印证了在船只设计业中，CD-adapco所提供的多股流六自由度仿真分析会成为一大趋势。
如果您对此内容感兴趣，欢迎发送问题到到技术邮箱support@cdaj-china.com寻求支持。(end)
|
|
| 文章内容仅供参考
(投稿)
(9/6/2008) |
对 船舶/港口设备/海洋工程 有何见解？请到 船舶/港口设备/海洋工程论坛 畅所欲言吧！
|
