云计算驱动的船舶操纵性水动力数值模拟与技术创新

云计算-三维数值水池及船舶操纵性水动力数值计算的研究着重于推动我国船舶工业的技术进步和核心竞争力提升。文章的核心内容涵盖了以下几个关键点： 1. 三维数值波浪水池的构建：研究人员开发了一种创新的数值波浪水池，通过"仿物理造波"和"纯数值造波"技术，模拟真实的海浪环境。这种水池利用海绵层阻尼消波法，有效地控制和减少规则波的数值衰减问题，为船舶操纵性研究提供了精确的仿真平台。 2. 船舶操纵性能的数值模拟：针对舵和螺旋桨的水动力性能，采用有限体积法和RNG k-ε湍流模型，对RANS方程进行求解，对不同设计参数如展弦比、厚度比和雷诺数下的船舶动态特性进行了深入研究。数值结果与实验数据对比验证了其准确性，有助于优化设计和降低试验成本。 3. 航海模拟器中的船舶水动力导数计算：提出了一种新的计算方法，利用船舶CFD技术模拟船模在直航和斜航状态下的运动，精确地得到船舶操纵运动的水动力导数。这种方法突破了国外技术封闭的局面，提高了航海模拟器中船舶数学模型的精度，促进了国产软件在航海模拟领域的实用化应用。 这项研究通过云计算和高级数值模拟技术，不仅提升了我国船舶操纵性研究的精度和效率，也为我国船舶工业的科技进步和转型升级提供了强有力的技术支撑。它不仅关注于理论上的创新，更注重于实际应用的可行性，旨在缩小与发达国家在船舶科技领域的差距，推动我国船舶工业迈向世界先进水平。