star-ccm 带螺旋桨的船舶自航仿真

本课适合哪些人学习：

1、学习仿真工程师；

2、STAR-CCM 软件的学习者和使用者；

3、学习动网格仿真的工程师；

4、船舶相关行业的从业者。

你会得到什么：

1、学习STAR-CCM 软件界面、计算流程；

2、学习动网格的分析流程；

3、掌握动态流体相互作用(DFBI)的仿真方法；

4、掌握船舶的自航仿真。

课程介绍：

带螺旋桨船舶流固耦合自航仿真

船舶工程的挑战之一是预测在螺旋桨产生推力的作用下，船体穿水移动的速度。本教程模拟船舶在螺旋桨产生推力的作用下穿过水的运动，并对螺旋桨进行流固耦合计算，分析其应力和变形，变形后的螺旋桨还会影响螺旋桨的推进性能。螺旋桨布置在船尾，转速为1000 rpm，由于涡流和压力梯度的原因，螺旋桨产生的流动会影响船身性能。

       进行带螺旋桨的船舶流固耦合自航仿真，在流体结构相互作用模拟中，通过定义固体结构与6自由度体的相对运动，分析连接到船舶的螺旋桨上的机械应力。教程对一艘带有两个螺旋桨的船进行建模，为了模拟船及其组件的运动，将系统建模为6自由度刚体。STAR-CCM  将根据施加的流体力与力矩来计算6自由度刚体的运动。此外，还要将螺旋桨建模为非刚性固定结构，该结构在遵循6自由度运动的同时，还要遵循预先指定规律的额外旋转运动，在施加的流体负载的作用下，固体螺旋桨会变形。

舰船的自航特性以及船舶和螺旋桨之间的影响情况，

主要有两种方法：整体建模法和体积力法。

l整体模型的方法：使用真实的螺旋桨进行数值计算，将网格以及计算区域划分为船体、螺旋桨及其他附体部分，其中静止区域为船体和船体周围区域，运动区域则为螺旋桨以及周边区域，因为两者之间都具有相对运动，最能体现螺旋桨在真实流场中运作的复杂性。

l

体积力法：采用虚拟盘体代替真实螺旋桨的作用，将推力按半径变化分布在由桨盘面直径以及螺旋桨纵向厚度所定义的圆柱体内；根据前进方进流盘的平均速度，在敞水性能曲线上插值得到虚拟螺旋桨的推力、转矩。

整体建模法

带螺旋桨船舶的自航

船-采用六自由度体

螺旋桨固体-可变性的六自由度体

螺旋桨流体-六自由度变形体

对带螺旋桨的船舶进行了自航仿真，船舶在螺旋桨产生的推力下，克服船舶阻力，进行自航。这里对螺旋桨进行真实仿真，并随船舶一起运动，能够预测真实船舶的自航速度。

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