LeadingEDGE 预测 Lloyd's Register Regal 的全尺寸船舶性能

海运是国际贸易和全球经济的支柱。根据 2022 年联合国贸易和发展会议（UNCTAD）的数据，超过 80% 的国际货物贸易量是通过海运进行的，大多数发展中国家的这一比例更高。 

拥有如此庞大的整体船队，这些船只对海洋和大气的环境影响是巨大的。根据国际海事组织 (IMO) 的数据，航运占当今全球二氧化碳 (CO2) 排放量的 3% 左右。随着世界人口的增长以及随之而来的对供应品需求的增加，我们需要找到使航运业更加环保的解决方案，因为它不太可能缩小规模。

最新的 IMO 2023 法规旨在到 2030 年将当前排放值比 2008 年减少 40%。船舶设计者和建造者可以使用最具成本效益的解决方案来遵守这些法规。从技术角度来看，这可以转化为需要更高效和准确的设计方法，以便能够在设计阶段的早期预测预期的船舶性能。准确的预测可以避免事后昂贵的改造解决方案。

计算流体动力学 (CFD) 软件在预测和优化船舶性能方面发挥着越来越重要的作用。广泛的国际研讨会旨在不断验证和验证 CFD 工具生成的数据，这些研究中心和大学定期组织深入参与进一步开发这种替代实验模型测试的数值方法。

劳埃德船级社测试案例 

劳埃德船级社技术调查部组织的劳氏船级社研讨会是全球参与的研讨会之一。研讨会的范围是验证一种能够准确预测全尺寸船舶性能的数值方法，旨在加快船舶的设计过程，并为模型测试提供时间和成本效益高的替代方案。参与者必须提交在给定条件下预测的船速、轴扭矩、动态平衡和螺旋桨空化扩展的数值结果。然后将这些结果与海上试航期间在货船“REGAL”上进行的船上测量和观察结果进行比较。

考虑中的船舶是一艘1994年在波兰建造的138m杂货船，总重量11542吨，配备一个四叶右旋定距螺旋桨。

LeadingEDGE 结果

LeadingEDGE Marine Engineering参加了研讨会，并在整个项目中使用了 Fine Marine。LeadingEDGE 的方法主要围绕 Fine Marine 中实施的高级 Actuator Disk 模型构建，该模型读取真实螺旋桨的开放水域性能。能够从数值计算中删除实际的螺旋桨几何形状可以大大简化物理过程并加快过程。只需要裸船体阻力和自航案例来验证该方法（空化和开放水域螺旋桨测试不在本次练习的范围内）。

与船体阻力模拟的惯例相反，模拟的是整个船体而不是半个船体。这允许正确包含由于容器的初始流体静力平衡和 3D 扫描几何形状引起的小不对称，如研讨会组织者提供的那样。 

该过程在一天内得出了准确的结果，证明该方法对于 LeadingEDGE 当前提供的商业服务是可行的。

Lloyd's Register 对 138m 杂货“Regal”进行的测量被用作参考。对数值预测的自航点的进一步分析显示与测量的船速非常一致（差异低于 1%）。它还强调了轴功率值的轻微高估（高达 5.5%），这是由于此处介绍的数值方法的固有简化而预料到的。

文章来源：cadence博客