漫谈舰船计算流体力学(CFD)实用化.pdf

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1、第23卷第2期(总第134期)船舶V01．23No．22012年4月SHIP＆B0ATApril，2012[计算机技术与应用]漫谈舰船计算流体力学(CFD)实用化蔡荣泉冯学梅(中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011)[摘要]舰船计算流体力学(CFD)理论性、实用性都很强，其自身特别是应用推广，都处于发展的过程中，但成熟程度尚不能令人满意。文章针对目前舰船计算流体力学推广应用相关的一些问题进行论述，并提供一些信息和建议。[关键词]舰船流体力学；计算流体力学；实用化；水动力性能；数值水池；不确定度；空化和

2、推进[中图分类号]U662．9[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2012)02-0075—010ApplicationofCFDfornavalshipsCAIRong—．quanFENGXue--mei(MarineDesign&ResearchInstituteofChina，Shanghai200011，China)Abstract：CFDfornavalshipsistheoreticalandpractica1．However，thedevelopmentofitsapplicati

3、onisstillnotsatisfied．ThispaperdiscussestheissuesrelatedtothegeneralizationoftheapplicationofCFDfornavalships，andproposessomerelevantinformationandadvices．Keywords：hydrodynamicsfornavalships；CFD；application；hydrodynamicperformance；numericaltank；uncertainty

4、；cavitationandpropulsion术的推广，寄希望于“宣传”，责怪受众的“观念”陈0引言旧、保守。殊不知，首先需要转变观念的是技术开发者自身。技术开发者必须认识到，应该重视应用性提起舰船计算流体力学(CFD)，人们往往会联科技的成熟度，包括重视技术本身的成熟度，重视培想到“模拟”，甚至是“虚拟”。其实舰船计算流体力育该技术的应用能力并且不断提高应用水准。应用学的推广应用也会遇到一些实际问题需要关注和解性技术有必要在应用中成熟，在成熟中推广。推广决。本文就此提出一些观点，仅是一家之言，期望对的力

5、度和规模，应与技术成熟程度协调。唯此才能该技术的推广应用有所促进。符合科学发展．才能真正体现绿色技术观念与高能效观念。1技术成熟度应受重视但凡新的、复杂的应用性技术，其开发过程理应包括提高技术自身成熟度的阶段、环节或子过新技术能否被客观接受而切实投入应用。其自程。这是技术得以转化为生产力的必要步骤。也是身的成熟程度起至关重要的作用。人们往往把新技提升自身技术含金量的过程。并且，使技术成熟的[收稿13期]2011-09—06【作者简介】蔡荣泉(1944一)，男，汉族，硕士，研究员，博导，研究方向：船舶计算流体

6、力学。冯学梅(1976一)，女，汉族，博士，工程师，研究方向：船舶计算流体力学。75第23卷第2期(总第134期)船舶V0】．23No．22012年4月SHIP＆B0ATApril，2012过程或对新技术实现应用的过程，有其特有的技术难点。3“真实’’和“全面"之不足流体力学研究物体的绕流或其内部流动。流动现象由一些基本方程所控制，对不可压缩流体运动为简便、深人研究水动力性能．我们习惯将其分的基本方程由连续方程、动量方程组成，如对于紊流成快速性能、操纵性能和耐波性能三类，这是在一定流动尚需确定紊流特性量。目

7、前有实用意义的求解条件、一定阶段，为便于研究而采用的方法。CFD原方法是引入紊流模式，即称为“求解RANS方程”的本是指计及粘性影响而求解RANS方程的方法，目方法。前舰船CFD主要用于快速性能预报，快速性能仅依托“计算技术”和“计算方法”这两门学科的指静水中的水动力性能。波浪中的水动力性能的研发展，使数值求解流动问题成为现实，从而使人们究，尤其是数值预报方法，也正日益受到重视。连续对流动现象的认识有了很大提高．也有效促进了几届ITI'C对此作出呼吁，并进行了持续、切实的努流体力学学科本身的发展。事实上，试

8、验流体力力。CFD正在逐步介入综合考虑环境影响(如风、学发展了100多年．而计算流体力学发展至今仅30浪、流)，以及船舶主动与机动的耐波、操纵性能预年左右。报。国内更是只处于初步启动状态。故难说系统与计算流体力学是一门理论性、实用性都很强的深入。学科，其自身特别是其应用，都在发展的过程中。计与“分”的方法相反，一些计算软件则采用“合”算流体力学已被日益广泛应用，但其成熟程度尚不的方法，在开发(部分)计入环境影响以