В данной статье представлены основные реализованные идеи и краткое описание алгоритмов для моделирования динамики твердого тела в междисциплинарном CAE-пакете FlowVision. Основными требованиями к проведенной работе были высокая точность определения времени и места столкновения твердых тел в процессе аэрогидродинамического расчета и относительно высокая скорость разработанного алгоритма. Следует также отметить, что возможность моделирования столкновений твердых тел существенно расширяет класс решаемых задач для рассматриваемого CAE-пакета.
Численное моделирование обтекания судового корпуса, работы гребного винта, а также решение других задач гидродинамики судна в адаптивных локально-измельченных сетках на основе прямоугольных начальных сеток обладают рядом преимуществ в области подготовки расчетов и являются весьма удобными для проведения экспресс-анализа.
В настоящее время вычислительная гидродинамика (CFD) представляет собой стандартную практику проектирования при решении проблем гидродинамики судов во всем мире.
Сборник трудов форума "Инженерные системы 2018" содержит статьи по прочностным расчетам, по обработке металла давлением и статьи, посвященные применению FlowVision для решения задач в различных отраслях.
В работе представлены результаты моделирования расчетных случаев приводнения возвращаемого аппарата (ВА) пилотируемого транспортного корабля нового поколения в условиях штиля. Рассмотрены случаи посадки ВА с работающими и с выключенными двигательными установками.
В Волжской государственной академии водного транспорта академическая версия программного комплекса FlowVision используется сотрудниками кафедры Теории корабля и экологии судоходства в научно-исследовательских целях с 2004 года, а также в учебном процессе для студентов 3 курса специальности "Кораблестроение" в дисциплине "Гидромеханика".
В системах воздушного охлаждения и обогрева широкое применение находят теплообменники, использующие явление свободной конвекции. Интенсификация теплообмена при свободной конвекции в коридорном однорядном вертикальном пучке горизонтальных труб имеет практическое приложение для создания высокоэффективных, компактных аппаратов.
Решение прикладных задач гид родинамики судна имеет большое практическое значение при проек тировании кораблей и судов, раз работке проектов их модерниза ции и переоборудования. Класси ческие задачи гидродинамики судна — получение буксировоч ных характеристик корпуса, гид родинамических характеристик движителя, отработка взаимодей ствия корпуса и движительного комплекса — содержат в себе проявления многообразных фи зических явлений и весьма слож ны для теоретического изучения. Вероятно, по этим причинам ос новные методики решения таких задач в отечественной и зарубеж ной судостроительной промыш ленности развивались как расчет но- экспериментальные, базирую щиеся на схемах частичного мо делирования.
Прогресс вычислительной техники и численных методов расчета сделал возможным для исследования и анализа гидродинамических характеристик судов применение специального программного обеспечения, позволяющего проводить численное моделирования обтекания корпуса судна с учетом турбулентности, волнообразования, влияния гребного винта, мелководья и т.д. Российский программный комплекс FlowVision позволяет решать многие практические задачи гидродинамики судна – получение картины обтекания корпуса, распределения давления, буксировочных характеристик корпуса,гидродинамических характеристик движителя, характеристик взаимодействия корпуса и движительного комплекса. При этом, как показал опыт практического использования программного комплекса FlowVision, задачи гидродинамики судна могут быть решены во всем диапазоне скоростей движения (чисел Фруда) современных судов, включая скорости глиссирования, когда в ходе решения задачи необходимо определять балансировочные параметры по всплытию и углу дифферента судна.
Движительно-рулевой комплекс является основным источником сил, приводящих судно в движение. При выборе и проектировании ДРК приходится руководствоваться не только необходимостью обеспечить судну заданные маневренные качества, но и рядом других требований, связанных с обеспечением ходкости судна, с условиями размещения ДРК и т.д. Поэтому задача выбора оптимального ДРК для проектируемого судна требует обширных, трудоёмких экспериментальных исследований ввиду большого числа варьируемых параметров (характеристик гребного винта, руля, кронштейна и их взаимного расположения).
Программа FREE!ship Plus предназначена для проектирования обводов корпуса по технологии NURBS, расчетов статики, ходкости и других расчетов гидродинамики судов и подводных аппаратов.
В тех случаях, когда обводы корпуса проектируемого судна существенно отличаются от обводов испытанных серий моделей, можно воспользоваться для расчета буксировочного сопротивления комплексом FlowVsion. Для проверки и отработки методики расчета сопротивления были выполнены расчеты более 15 корпусов судов разных типов, рулей с профилем NACA, кольцевой насадки и глиссера.
Оптимизация судовых обводов для снижения сопротивления движению является актуальной проблемой гидродинамики судна. В статье представлен новый метод оптимизации обводов, предназначенный для детального совершенствования формы корпуса, концепция которого использует теоретические закономерности формирования волновой системы судна.
