船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计
船舶结构优化设计的数值模拟
船舶结构优化设计的数值模拟在船舶工程领域，船舶结构的优化设计至关重要。
它不仅关系到船舶的安全性、可靠性，还直接影响到船舶的性能、经济性以及运营成本。
随着计算机技术的飞速发展，数值模拟已经成为船舶结构优化设计中不可或缺的工具。
数值模拟是一种基于数学模型和计算方法，对物理现象和过程进行仿真的技术。
在船舶结构优化设计中，数值模拟可以帮助工程师在设计阶段就对船舶结构的力学性能、流体性能等进行预测和分析，从而避免了传统设计方法中需要反复制造样机、进行试验所带来的时间和成本的浪费。
船舶结构优化设计的目标通常是在满足各种约束条件的前提下，如强度、刚度、稳定性、振动特性等，使船舶结构的重量最轻、成本最低或者性能最优。
为了实现这些目标，需要对船舶结构的几何形状、材料分布、连接方式等进行优化。
在数值模拟中，首先需要建立船舶结构的数学模型。
这包括对船舶结构进行离散化，将其划分成有限个单元，并确定每个单元的力学特性和边界条件。
常见的有限元方法就是一种广泛应用于船舶结构数值模拟的技术。
通过将船舶结构离散成大量的小单元，可以较为准确地模拟其复杂的力学行为。
对于船舶的强度分析，数值模拟可以计算出在各种载荷工况下，船舶结构内部的应力分布和变形情况。
例如，在静水压力、波浪载荷、货物载荷等作用下，通过模拟可以确定结构中的薄弱部位，从而为结构的加强和改进提供依据。
在船舶的流体性能分析方面，数值模拟可以模拟船舶在水中的流动情况，计算出阻力、升力、流场分布等参数。
这对于优化船舶的外形，提高航行性能具有重要意义。
例如，通过模拟不同船型的流场，可以找到阻力最小的船型设计方案。
除了强度和流体性能，船舶结构的振动特性也是优化设计的重要方面。
数值模拟可以分析船舶结构的固有频率和振型，避免在实际运行中发生共振现象，保证船舶的舒适性和设备的正常工作。
然而，船舶结构优化设计的数值模拟并非一帆风顺。
在实际应用中，存在着诸多挑战和困难。
首先是计算精度和计算效率的平衡问题。
船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究
船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究在现代船舶工程领域中扮演着重要的角色。
基于计算流体力学（CFD）模拟，船舶设计者能够通过分析和优化船体、船舱、推进设备和其他与船舶流体力学相关的部件来提高船舶性能和效率。
本文将重点探讨CFD模拟在船舶设计中的应用，并介绍优化策略以提高船舶性能。
CFD模拟是通过使用数值方法来模拟流体流动和传热现象的技术。
在船舶设计中，通过CFD模拟可以准确地预测船舶在不同流动条件下的流体力学特性和性能表现。
CFD模拟可以帮助船舶设计师了解船体在不同速度下的阻力和流线型，以及推进装置产生的推力和推进效率。
此外，CFD模拟还可以用于研究和优化涉及船体结构和推进设备的细节设计。
船舶推进效率的优化是船舶设计中的一个重要方面。
通过CFD模拟，可以精确计算船舶在运行过程中的阻力和推力，从而确定最佳的推进装置和推进功率。
同时，通过调整船体的外形设计和船体附加装置，如船底舵和螺旋桨喷水装置等，可以改善船舶的流体动力学性能和降低能耗。
船舶的阻力形成船舶在水中运动时所需的推动力。
通过CFD模拟，船舶设计师可以研究如何减小船体的阻力，从而提高船舶的速度和能效。
例如，通过调整船体的几何形状，减少船体表面的阻力和摩擦力，船舶的阻力可以得到降低。
此外，通过在船底舵和螺旋桨等部件上安装类似凸起物的附加装置，可以改善流体的分离和流线型，减少湍流，提高船舶的流线型和流体动力学性能。
船舶涡流对航行性能和船体稳定性具有重要影响。
通过CFD模拟，可以分析船舶周围的流场，了解涡流的产生和演化过程，从而优化船舶的设计。
例如，在设计船体的下水口和船体船底时，可以通过CFD模拟，确定合适的尺寸和形状，以避免过多的涡流产生，降低水阻和航行噪音。
此外，通过调整船舶的航行速度和角度，可以改变湍流产生的位置和强度，进而优化船舶的流体动力学性能和航行稳定性。
除了船体设计的优化，CFD模拟还可以用于优化船舶推进装置的设计。
船舶舱室置换通风系统的数值模拟和优化
郭 磊（1991-），男，硕士，助理工程师。研究方向 ：船舶空调冷藏。 华呈新（1976-），女，本科，高级工程师。研究方向 ：船舶空调冷藏。
1
言
安全、舒适和健康的船舶舱室空气环境是现代 船舶设计和建造中的一个重要方面，船舶舱室往往 具有层高较低、空间封闭和人员密集等特点，而军 用舰船、公务船和豪华客船等还对空气环境有许多特 殊要求，其空调通风系统的设计面临着更大的挑战。
Numerical Simulation and Optimization of Displacement Ventilation System for Ship Cabin
CHEN Hao GUO Lei HUA Cheng-xin
(Jiangnan Shipyard (Group) Co., Ltd., Shanghai 201913, China)
Abstract: There are great challenges to the air environment design of some ship cabins with large space, high occupant density and complex structure. The traditional ventilation method cannot meet the requirement. The application of the displacement ventilation system for a ship cabin is then researched by adopting the computational fluid dynamics(CFD) method. The physical modeling and numerical calculation modeling are established for the simulation analysis and optimization of the air distribution and thermal comfort in the early design stage. The original scheme and the optimization scheme of the displacement ventilation system for a ship academic hall are compared and analyzed. The results indicate that the displacement ventilation system is characterized of the stratified flows and the vertical temperature gradient. Compared with the original scheme, the optimization scheme optimizes the cabin temperature, wind speed and thermal comfort index, effectively reduces the blowing sense, ensures the air quality around the human body, and its thermal comfort index also meets the standard requirements. The conclusions will provide reference in the application research of the displacement ventilation systems for ships. Keywords: ship cabin; displacement ventilation; computation fluid dynamics(CFD); air distribution; thermal comfort
船舶舱室通风系统的设计及优化
第20卷 第8期 中 国 水 运 Vol.20 No.8 2020年 8月 China Water Transport August 2020收稿日期：2020-03-28作者简介：宋 宏（1982-），女，沪东中华造船集团有限公司工程师。
船舶舱室通风系统的设计及优化宋 宏（沪东中华造船（集团）有限公司 轮机室，上海 200129）摘 要：本文通过对船舶一些船舶典型房间的通风原理设计介绍及通风生产设计中主要的设计观点进行阐述，对船舶舱室进行通风设计与优化。
关键词：船舶；舱室；通风设计；优化中图分类号：TV135 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）08-0001-02随着现代社会的不断发展进步，人们生活条件越来越好，航海业的船员的生活质量提高也势在必行。
船舶通风的优化改良是改善船员生活条件的重要内容之一。
另外，对于船舶上的各种仪表、设备来说，也需要有效的通风保证其可靠的运转、高效的运行。
一、船舶通风系统设置的原因船舶中有装着有各种电器设备和精密仪表，这些设备和仪表是否能够有效并且可靠的工作与其周围的空气质量有关。
二、原理设计观点 1．全局和综合设计观点在设计时，应从整体出发，兼顾全局的问题，切忌片面性与局部性。
从最大优的设计观点出发，既要考虑最佳的使用效果，也要考虑经济适用性，从中找到最佳的平衡点，进行最优质的设计。
（1）卫生间通风卫生间的通风会采用机械抽风。
抽风口一般都会布置在天花板上方或者布置在靠近天花板的壁板上，房间的进风一般是从邻近房间或者是过道，通过其门下方的风栅或者是舱壁上开口进入房间，当然有时也会通过空调风管送进一部分空气。
卫生间的排风要直接通到外面，与外面的大气相通，不可以循环使用。
按照国际劳工组织的规定，卫生间的通风需要与其它房间的通风系统分开。
风机不要安装在浴室和卫生间里，如果条件允许的话卫生间的排风系统最好能够安装活性炭过滤器。
（2）医院或者病房通风医院或者病房应装有机械送风管路和机械抽风管路。
船舶通风系统的设计及优化分析
船舶通风系统的设计及优化分析发表时间：2020-07-03T08:54:40.877Z 来源：《基层建设》2020年第7期作者：李元[导读] 摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
舟山中远海运重工技术中心浙江舟山 316131摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
船舶通风系统能够船舶设计的重要环节，能够将舱内污浊空气及时置换出去。
好的通风设计能够有效保障舒适的环境。
本文主要在船舶通风设计以及优化设计的相关问题做了一些探索，从而更好促进我国航海事业的发展。
关键词：船舶通风系统；设计；优化；航海1.背景：我国对于传统通风系统的要求越来越高，如何保障传统通风系统的舒适性成为传统通风系统发展需要考虑的重要问题。
保暖与采风条件能够有效改善船员的居住环境，能够显著提高人们的居住质量。
另外因为在采暖通风工程的项目设计过程中不仅需要考虑到工程设计和施工的可行性，还需要考虑到施工的经济型和以及用户的满意度、系统的安全性、环保型以及经济性等指标。
这样就给设计和施工带来了很多难题，因此本文在此基础上就船舶通风系统的暖通空调系统设计过程中存在的问题做了一定探索，同时对于如何更好地开展施工也提出了几点建议，从而更好促进我国船舶行业的发展。
1.通风形式的比较通风系统能够将场内污浊的空气置换到舱外，然后将舱外的新鲜空气引入到舱内当中。
但是在置换过程中要使得总风量满足一定的条件，也就是满足舱内热负荷能够及时排除。
第二在通风系统设计过程中要满足换气的要求。
机舱内的空气要容易排出，可以采用正压设计方案。
在没有进气的时候，还要防止其他舱室的高温高湿的气体进入到舱内，这时候可以采取负压的设计方案，即排气量略大于进气量的设计。
全新风系统设计方案可以使得大量的新鲜的空气能够更好进入到舱内，在保障舱内设备发热的热量能够及时排放出去。
但由于风量在交换的时候体积较大，在设计过程中需要进行单独设计，独立的进排气围井通道，占用较多的总体资源。
2700TEU集装箱船机舱通风系统的布置及优化
2700TEU集装箱船机舱通风系统的布置及优化作者：蔡凯华刘倩杨飞飞来源：《广东造船》2024年第02期摘要：集装箱船给世界货物运输和贸易带来了极大的方便，是当今主流货船形式之一。
本文以某2700TEU集装箱船为例，对机舱通风系统布置进行优化设计。
利用风管的拆分优化发电机区域通风，利用结构风道优化分油机区域通风和机舱前壁区域通风，改善通风效果，保证机舱布置空间，为相关机舱通风系统的优化设计提供新的思路。
关键词：集装箱船；机舱通风系统；布置优化中图分类号：U662.1 文献标识码：ALayout and Optimization of Ventilation System in Engineroomfor 2700 TEU Container ShipCAI Kaihua， LIU Qian， YANG Feifei（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Company Limited， Guangzhou 510715 ）Abstract：Container ships have brought great convenience for the world’s cargo transportation and trade， and are one of the mainstream cargo ships today. This paper takes one 2700TEU container ship as an example to optimize the layout design of its engine room ventilation system. The ventilation in the generators area is optimized through the use of duct separation and the ventilation in the oil separator area & engineroom front bulkhead area is optimized by use of structural duct， so as to improve the ventilation efficiency and ensure the space for layout of the engineroom， and provides new ideas for the design and optimization of the associated engine room ventilation system.Key words： container ship; engine room ventilation system; layout optimization1 前言某2 700 TEU集装箱船是一艘国际远洋集装箱船，船上不设甲板吊机，主要用于干货集装箱、冷藏集装箱、危险货物集装箱的运输。
船舶货舱通风系统气流组织的数值模拟研究
船舶货舱通风系统气流组织的数值模拟研究摘要：基于装载风冷式冷藏集装箱货舱内动态负荷的研究，对货舱空间简化后建立了物理和数学模型，模型中充分考虑了船舶动态航行过程中太阳辐射等因素的影响，采用SIMPLE算法对代数方程的分离式进行求解。
通过分析送风和抽风两种方式下货舱内气流组织的温度场、速度场分布情况，提出了优化通风量及通风形式的建议。
关键词：船舶、舰船工程；货舱；风冷式冷藏集装箱；气流组织；通风设计鉴于当今航运业的发展，能否控制好造船和运营的成本，已经成为船舶行业竞争的关键，而船舱内装载风冷式冷藏集装箱通风技术的发展成为重中之重。
随着装载货物类型的不同，装载冷藏集装箱的船舱自身内热源负荷有变化；且随着航区、外界气温、货舱温度、船舶航速及太阳辐射强度等外界的变化，货舱内的总负荷也呈动态变化。
现有的船舱通风散热系统都是按外界最恶劣环境，风机24h连续运行的工况进行通风设计。
到外界环境温度降低时，特别是在晚上，浪费能源。
为此采用CFD技术，用合适的数值方法求解控制方程，根据已知的外界条件和所要达到的要求，对装载风冷式冷藏集装箱的船舶货舱内气流组织进行数值模拟，研究送风参数对货舱内空气流场的影响。
可节约大量时间、人力和物力，同时为改进和优化货舱内通风散热系统的设计提供参考。
1. 船舶货舱模型建立1.1 货舱物理模型的简化本文所研究的目标船舶概况如下：总长138.03m；垂线间长128m；型宽22.4m；型深为11.3m；主机：MANB&W6S46MC2C；装箱量甲板上197TEU，舱内345TEU，总计542TE U。
目标船舶No.4货舱其规格说明见下表1。
表1 No.4货舱目标船舶No.4货舱的通风形式是采用进风管送风，排风口自然排风。
货舱内装载48只20英尺风冷式冷藏集装箱；进风口为矩形，规格为80cm×65cm，进风口对准每一排风冷式冷藏集装箱的冷凝器风机处，相对应有48个进风口；目标船舶No.4货舱内有6个规格为50cm×50cm的回风口，位于货舱外围壁上部。
船舶通风系统的设计及优化分析
船舶通风系统的设计及优化分析作者：曾庆飞郭影邹建来源：《农家科技下旬刊》2016年第03期摘要：随着时代的发展，科技的进步，世界的造船业朝着多元化的方向发展，其中CAD、CAE、CAPP、虚拟现实技术等技术纷纷产生，用以船只建造的方针和提高。
在船只的建造中，机舱是工作人员休息和工作的地方，若要保证工作人员能够正常、安全的工作，就需要人性化的设计，保持一个干净整洁的环境，因此，船舶机舱通风系统的设计是十分重要的。
基于此，本人做出如下的分析，并提出相应的建议和意见。
关键词：船舶通风系统；设计分析；优化措施船舶的通风系统是船舶设计中需要特别注重的环节，任何一个差错都将导致严重的后果。
近年来，流体学等技术不断更新，并在计算机、建筑业等领域得到广泛的应用，然而在船舶设计行业的运用极少，在空调设计、通风系统等方面仍处在探索阶段，更多的是处于实验当中。
本人结合经验对国内当前形势做出分析，总结如下。
一、船舶通风系统的概述1.船舶通风设置的意义。
船舶的工作环境是指：船舱中的大气压、温度、湿度、中冷器冷却下的环境温度。
随着时间的推移和环境状态的改变，机舱中进入的空气量也有大小的差别。
例如：机舱内的温度过高，空气密度便会减小，继而柴油机的增压喘振几率增大，机器工作的负荷加重，从一定程度上阻碍了机器的正常工作；反之，温度过低，空气密度变大，需要燃烧的动力增大。
因此，过高的温度或过低的温度都会导致机械无法正常使用，将其控制在一定的温度范围内是很有必要的。
而要达到这一目的的前提是机舱内能保持正常的通风。
另一方面，机舱中各仪器对环境的温度要求也是不尽相同的。
因为，各个仪表的灵敏度和精确度都是有一定的适用范围，随着环境的变化，当适用条件超过上限或者下限时，仪表就无法测出精确的读数，甚至出现失控失灵的现象。
另外，机舱主要是有相应的工作人员进行工作的，人类能够忍受的温度、湿度、各种气体成分的含量也是有限的。
若是过高的温度、湿度，空气中并包含着多中成分的有害气体，那就会不能再进行正常的工作。
13.5 m游艇机舱通风系统的优化与实现-10页word资料
13.5 m游艇机舱通风系统的优化与实现13.5 metre Coastal BOATS Engine Ventilation System Optimization and ImplementationZHANGWeiping 1;ChenZhen2( 1.NantongShipping College, Nantong 226010, 2Suzhou Sease YachtCo., Ltd. Taicang 215400 )Abstract: This passage is according to 13.5 metre Coastal Boats engine room’s arrangement to design. It’s transformation is based on the problems of previous ventilation system that happened in use.1 前言船舶的正常行驶依赖于主机的正常可靠运行，主机正常运行必然依赖于一个前提条件――氧气。
作为主机的工作场所――机舱，保证其必须的通风量尤为重要。
同时机舱作为船员的工作场所，具有良好的通风能为船员提供良好的工作环境。
游艇机舱所拥有的空间极其有限，这必然导致大量的设备聚集在狭小的空间之内。
同时，游艇作为一种休闲娱乐的设备，舒适性能是其最重要的一项指标，因此在机舱内部，装有大量的隔音棉，这更对通风散热形成阻碍。
13.5 m游艇以其优异的性能，成为一款畅销船型。
但根据船东使用后的反馈情况来看，通风系统在主机达到满负荷的状态下，存在着动力不足的情况。
因此，有必要对原有的通风系统进行优化，以提高本产品的性能，更好地为客户服务。
本次对机舱通风系统的优化从以下两个方面出发：① 优化机舱布置，提高自然送风量：② 优化强制进风。
通过优化，提高机舱的空气氧气含量，增加主机动力，使游艇达到其设计速度。
2机舱通风量校核2.1该艇机舱概况13.5 m游艇机舱长2.8 m，型宽4.9 m，型深2.6 m。
船舶通风系统的设计及优化分析
船舶通风系统的设计及优化分析摘要：通风系统的设计质量会对船舶运行产生一定影响，由于船舶结构十分复杂，包含了多种管道和动力系统模块功能，只有确保良好的通风性，才能构建一个舒适的生活环境。
基于此，本文探讨了船舶通风系统的设计理念及优化方法，旨在为设计人员提供一些借鉴。
关键词：船舶通风系统；设计；优化目前，国内的船舶排水量一般在10万吨左右，这给造船技术和相应船舶设计工作带来了很大的考验。
如此巨大的一艘船，想要保持高时速运输，就需要不断提升动力。
因此，在长时间、高速航行的情况下，船舶的可靠性和稳定性就成为了从业人员关注的焦点。
而在船舶设计中，通风系统设计是重中之重，通风系统虽然不起眼，但实际上却关乎着全体船员的生命安全和生活环境质量。
在极端的气候条件下，想要提高船员的生活质量，就需要确保船舶内外空气保持流动，温度调节平衡。
因此，通过对船舶通风系统进行合理设计，不断进行设计优化，能够有效提高船舶通风系统性能，确保船舶运行安全。
1船舶通风系统设计的方法1.1通风量的确定目前，在船舶通风系统设计中，主要有三种常用方式：全新风、循环冷却加新风和射流风。
无论采用哪一种通风方式，其作用都需要满足将船舶机械舱室内的热风量排出，使舱内温度达到平衡。
同时，也要满足机械设备及船员对新风的需要，构建一个良好的生活环境。
因此，在船舶通风系统设计过程中，首先要计算通风量，才能开展下一个环节。
在确定通风量时，应该根据不同的房间，一般以每小时的换气次数来计算，公式为：。
公式中，定义为通风量，单位：m³/h；定义为换气次数，单位：次/h；定义为通风舱室容积，单位：m³。
和根据每个舱室设备散热量，以及设备的吸气量的计算结果来确定。
1.2通风系统的设计重点环节（1）洗手间通风系统。
卫生间、洗手间不宜安装排风电扇，洗手间排风系统宜采用活性炭过滤、吸附。
排风口宜设置在洗手间顶棚上或接近顶棚的墙上，进风一般由邻近的房间或走廊通过门下风栅、墙壁上的开口进来。
船舶机舱通风数值模拟分析
船舶机舱通风数值模拟分析船舶机舱是一艘船的核心部分，它是船上各种机械和电气设备的集散地，保持机舱内的通风良好是非常重要的。
通风系统直接影响船舶的航行安全和设备耐久性，因此，数值模拟在船舶机舱通风分析中被广泛应用。
首先，进行数值模拟分析需要收集多方面的数据，包括机舱布局，空气质量和气流分布情况等。
这些数据用于建立机舱的几何模型以及流动场模型。
由于机舱布局和管道设计的差异，机舱内的空气流动不可避免地是不规则的。
因此，在建立机舱流动模型时，必须包括尽可能多的细节，以确保模型的真实性和可靠性。
建立机舱几何模型建立机舱几何模型是模拟机舱通风系统中的第一步。
模型应反映机舱的真实几何形态，不仅包括机械设备如发电机、散热器和空调设备等，还要考虑机舱入口和出口、供、排风管道和风扇等相关设备，以确保完整模拟整个系统的流动场。
在设计模型时，应根据船舶的实际情况选择适当的计算方法。
目前，CFD（计算流体力学）方法已成为分析船舶机舱通风问题的主流方法。
CFD方法能够实现基于Navier-Stokes方程的3D计算，解决复杂的流动现象，并精确地分析温度、湿度和气流速度等流体参数。
选择合适的边界条件建立物理模型和边界条件是数值模拟的核心，是保证结果准确性和可靠性的关键。
边界条件定义了计算域的内外边界，以捕捉真实流动场的某些特性。
对于船舶通风数值模拟，边界条件通常包括入口/出口速度、入口/出口风量、机舱壁面温度等。
这些条件是有限元模拟的必要条件，通常需要在实验前进行优化。
CFD数值模拟优化CFD方法能够处理MDPD、LBM方法，具有较小的计算量和非常强的可扩展性。
在使用CFD模拟机舱通风时，可以使用基于流形分割的模型分割方法分析模型，和基于溶解和建立物理模型的方法分析精细；对于非定常流动领域，通常使用高性能计算平台提高计算速度和精度。
简要总结船舶通风系统对于船舶航行安全和设备寿命至关重要。
数值模拟法作为分析船舶通风问题的一种有效方法，能够建立精确的机舱几何模型和流动模型，快速分析机舱内空气流动，并即时反馈模拟结果。
船舶设计中的抗风性能优化与研究分析
船舶设计中的抗风性能优化与研究分析在广袤无垠的海洋上，船舶面临着各种各样的挑战，其中风的影响不可小觑。
良好的抗风性能对于船舶的安全航行、作业效率以及船员的生命财产安全都具有至关重要的意义。
因此，在船舶设计过程中，对其抗风性能进行优化和深入研究是一项必不可少的工作。
风对于船舶的作用是多方面的。
首先，强风会直接施加推力或阻力，影响船舶的航行速度和航向控制。
其次，风引起的海浪会使船舶产生摇晃、颠簸，增加船舶结构的负荷，甚至可能导致船舶倾覆。
此外，长时间暴露在强风中，还会对船舶的设备、货物等造成损坏。
在船舶设计中，船体形状是影响抗风性能的关键因素之一。
一个合理的船体形状能够有效地减少风阻，提高船舶在风中的稳定性。
例如，流线型的船体设计可以降低风的阻力，使船舶在风中航行更加顺畅。
同时，船体的长宽比、吃水深度等参数也会对抗风性能产生影响。
一般来说，较宽的船体在横风时稳定性较好，而较深的吃水则有助于增加船舶的抗倾覆能力。
船舶的上层建筑设计同样不容忽视。
过大的上层建筑会增加风的作用面积，从而导致风阻力和风力矩增大。
因此，在设计上层建筑时，应尽量减小其迎风面积，并采用流线型的外形，以降低风的影响。
此外，上层建筑的布置位置和高度也需要精心考虑，以避免在强风中产生不利的重心变化。
船舶的稳性是抗风性能的重要保障。
稳性不足的船舶在遭遇强风时容易发生倾斜甚至倾覆。
在设计过程中，通过合理的布置压载水舱、调整货物的装载位置等方法，可以提高船舶的初稳性高度和复原力矩，增强船舶在风中的稳性。
除了船体结构和稳性设计，船舶的推进系统和操舵系统也需要根据抗风性能进行优化。
强大的推进系统能够在强风中保持船舶的航行速度和航向控制能力，而灵敏的操舵系统则有助于船舶及时应对风向和风力的变化，提高船舶的操纵性。
在对船舶抗风性能进行研究分析时，通常会采用数值模拟和模型试验相结合的方法。
数值模拟可以通过建立数学模型，对船舶在不同风况下的性能进行预测和分析。
船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计
船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计郭昂;郭卫杰;王驰明;封海宝【摘要】In this paper,the engine room ventilation system is analyzed numerically by utilizing the CFD method,and the optimization design of the marine surveillance ship ventilation is also presented to solve the problem of uneven distribution of airflow,large flow speed gradient,and higher temperature for certain operation and activity areas within the engine room. Specifically,by analyzing typical iso-surfaces, me-chanical inflow is changed to mechanical outflow, which increases the air flux by fifty percent, eliminating the airflow whirlpool and improving the airflow under proper negative pressure conditions. Furthermore,an inlet set is added on the starboard side to better eliminate the whirlpool and reduce the local temperature. All in all,the optimization design successfully meets the specification requirements and is seen to be easi-ly applicable,which is instructive to future engineering design.%某海监船在进行机舱机械通风效用试验时，发现存在舱内气流分布不均、风速梯度变化较大、部分船员操作和活动区域温度偏高等问题。
现代船舶建造的数值模拟与优化研究
现代船舶建造的数值模拟与优化研究船舶作为海运交通工具的核心，其设计、建造和维护都直接影响着海洋经济的发展和国家安全。
然而，除了受到自然环境和人为操作的影响外，当前的船舶设计和建造也面临着一系列的挑战和困难，因此，通过数值模拟和优化研究提高船舶建造的质量和效率成为了一种重要的手段。
船舶建造的数值模拟数值模拟在船舶建造过程中被广泛应用，可以对船体结构、流体力学性能和动力系统进行分析和优化，从而提升船舶的性能、降低建造成本和风险。
船体结构模拟是指通过数值方法对船体的结构进行分析和优化，以提高强度、刚度、稳定性和舒适性等方面的性能。
船体结构的数值模拟主要包括有限元分析、流固耦合分析和多物理场耦合分析等方法，其中有限元分析是最常用的一种方法。
通过将船体结构分割成一个个小单元，利用能量平衡原理、弹性力学原理和材料力学原理等基础理论建立数学模型，进行工程计算和分析，从而可以对船体结构的强度、损伤和疲劳等问题进行评估和优化。
流体力学性能模拟主要是指对船舶的流体力学性能进行数值模拟，从而提高船体造形、舵型和推进装置的效率和稳定性。
船舶流体力学性能模拟的方法包括计算流体力学、虚拟试航和水动力性能试验等。
其中，计算流体力学是通过数学建模和计算机模拟，对水流和船体相互作用的物理过程进行数值计算，从而获得船舶的流体力学参数和性能指标，以指导船体造型和推进装置设计；而虚拟试航则是通过虚拟仿真技术，对船舶在实际航行条件下的流体力学行为进行模拟和评估，从而提高航行安全和效率；水动力性能试验则是对船舶的水动力性能进行实际试验，通过实验数据对船舶流体力学性能进行评估和优化。
动力系统模拟主要是指对船舶动力系统进行数值计算和优化，以提高其燃油效率和运行可靠性。
船舶动力系统模拟主要包括传动系统和燃油系统的数值模拟，通过建立传动系统和燃油系统的数学模型，对动力系统的功率、燃油消耗、振动噪声等问题进行分析和优化。
船舶建造的优化研究通过数值模拟的手段，可以对船舶的建造质量和效率进行提升，同时也可以为船舶的优化研究提供更加精准的数据和方法。
船舶机舱通风系统的设计及分析
船舶机舱通风系统的设计及分析摘要：船舶以及船舶动力装置是否正常运转，与之有着直接关系的是船舶的通风系统配置是否合理。
当船舶的通风系统配置合理时，船舶的动力装置才能安全、可靠地运行。
通过研究当前的船舶机舱的通风系统设计方法，可以了解船舶机舱通风系统设计上存在的优点和缺点，改善船舶机舱通风系统使之适应当代的船舶设计需要，提高船舶性能，提高机舱通风系统的设计水平。
关键词: 船舶机舱；通风系统；设计及分析船舶动力装置正常运转的基础有很多因素，包括供给足够的空气，主柴油机和辅助柴油机的共同运行，锅炉的燃烧和焚烧炉的燃烧，机舱设备的制冷（使空气冷却到适宜的程度）。
在这些因素中，有一项最基本并最重要的因素，即足量的空气供给，只有在足量的空气供给下才能形成空气流，达到一定规模的空气流，才能使船舶动力装置正常运转。
船舶通风系统，是为了满足这项性能的需求而设定的。
动力装置中有一个重要的组成部分，就是船舶通风系统，同时它也是船舶制造过程中一个十分重要的环节。
装置的主要设备，包括主机、辅助机器、焚烧炉等的技术性能影响了船舶动力装置能否正常工作。
1船舶机舱运行环境条件1.1船舶机舱内的空间十分狭小，运行工作空间状况不佳，船舶机舱内的通风条件影响着船员的身体状况与工作状态。
根据相关部门对船舶动力装置的控制形式的规定，机舱内情况分为三种，分别是“集控室有人值班”、“周期无人值班”、和机舱有人值班三种情况。
机舱的环境对值班人员的影响是最大的，因此，应加强改善机舱内的通风环境，为工作人员提供充分的新鲜空气和合理适宜的机舱温度，考虑机舱内的通风管道的安装位置，在最大程度上降低噪音。
建立机舱需要给定的环境条件有适宜的舱内温度与湿度、气流速度、空气洁净度等等，才能保证机舱的通风装置顺利运行，除此之外，还包括保证发动机、焚烧炉等在工作时有足够的空气量，做到以上条件有利于保证工作人员的工作环境和工作效率。
1.2在现代化的船舶机舱一般都装有集控室，在集控室可以掌握机器的情况，但实地的检查和维修也是必不可少的，因此需要巡回检查和设备检修，通风系统的运行有利于保持机舱内更好的工作环境。
船舶机舱通风数值模拟分析
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某重吊船机舱通风风道数值模拟及设计优化
某重吊船机舱通风风道数值模拟及设计优化发布时间：2022-05-10T01:57:48.120Z 来源：《福光技术》2022年9期作者：魏冬亮刁海兵[导读] 本文针对目前重吊船机舱通风风道设计不合理，出现用户处所多风、少风和无风现象，采用Ansys Fluent软件对其进行数值模拟，具体分析出风口速度变化、压力变化、流量大小以及空气在流场内的流动状态的影响因子。
通过调整影响因子A、B、C，详细了解它们对流动阻力系数的具体影响，并提出局部优化设计方案，然后对机舱通风风道内的流动进行模拟分析，数值计算出各个优化后风道的流场分布、压力分布、进出口压力损失、出口平均流量大小，指出合理的风道优化设计方案，满足用户处所所需风量的需求。
魏冬亮刁海兵招商局金陵船舶（南京）有限公司江苏南京 210015摘要：本文针对目前重吊船机舱通风风道设计不合理，出现用户处所多风、少风和无风现象，采用Ansys Fluent软件对其进行数值模拟，具体分析出风口速度变化、压力变化、流量大小以及空气在流场内的流动状态的影响因子。
通过调整影响因子A、B、C，详细了解它们对流动阻力系数的具体影响，并提出局部优化设计方案，然后对机舱通风风道内的流动进行模拟分析，数值计算出各个优化后风道的流场分布、压力分布、进出口压力损失、出口平均流量大小，指出合理的风道优化设计方案，满足用户处所所需风量的需求。
本文的工作为重吊船机舱通风风道更为合理的设计打下基础，也为后期的降噪设计研究抛砖引玉。
关键词：重吊船，ANSYS，影响因子，流量，降噪0 引言随着船舶制造业及航运业的发展，节能型船舶的逐渐普及，人们越来越重视船上机器处所的工作环境[1]。
不管是人员还是机器设备的正常工作都需要合理的通风[2]。
因此，在船舶的设计过程中，通风系统的设计是非常重要的一个环节[3]。
全船通风的任务主要是根据具体舱室的通风要求及有关规范、规则和公约的要求，提供充足的空气量，为船上人员创造安全、舒适的工作环境和生活环境[4]。
船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计
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第９ 卷 第３ 期
２ ０ １ ４ 年６ 月
中
国
舰
船
研
究
船舶机舱气流组织数值分析模拟
船舶机舱气流组织数值分析模拟摘要:船舶机舱作为基本模型，以利用计算流体力学的理论和方法，应用商用软件Fluent模拟不同气流组织下机舱内温度场和速度场的分布情况，建立了针对船舶机舱内气流组织的综合评价结构，利用此结构对数值模拟结果进行了分析和比较，得到适合船舶机舱空间低矮条件的气流组织形式，为船舶机舱通风设计及优化提供了参考和依据。
气流组织对舱室内的空气环境、空气品质有着重要影响，合理的气流组织可以有效的改善机舱内的空气品质，从而减少污染物浓度，来保证舱内工作人员具有良好的工作状态和工作效率。
而且风机开度与舱内温度密切相关，即根据舱内不同温度要求合理选择开度可节省资源，模拟结果证明CFD技术有利于机舱通风设计,且为通风系统的改进提供了有力工具。
关键词: 改善; 模拟；气流组织; 分析; 比较;1 机舱物理模型机舱内设备及管线众多，结构复杂，建立模型时必须进行简化来使模型适合数值模拟计算，模型简化的基本原则是: 对空间气流场产生作用较小且温度影响不大的设备管线进行移除; 对结构形状复杂，简化后对模拟结果影响较小的设备规则化; 对厚度边界做无厚度壁面处理; 忽略风管，在风口段用立方体代替，底面为风口;抽风围阱对流场影响小，以风口面代替等;该船舶机舱模型空间大小为: 长21m，宽13m，高10m，主要设备有汽轮机、锅炉、涡轮增压机组、高温除氧器、等离子过滤器、部分烟气管道等；该舱底层为铺板层，沿高度方向分别为第1、2 格栅层，顶部为甲板层，风口均布置在第1、2 格栅层下方，为防止送风直吹发热表面，造成较大热应力，风口均采用矩形风口，风向垂直向下，尺寸大小为0.4m×0.2m 的风口55个，尺寸0.4m×0.28m 的风口 4 个( 侧45°方向增加局部绕流) 。
机舱简化后几何模型如图 1 所示。
图 1 机舱几何模型2 流体数学模型及边界条件2.1 流体数学模型CFD 技术经过长时间的发展，在计算流体流动传热传质方面已经非常成熟，本文通过Fluent软件CFD技术模拟机舱内气流组织分布，机舱内通风为湍流对流换热问题，本文选用图1模型，为获得较好的模拟结果，提高模拟效率，对模拟进行如下假设和简化:1) 机舱内流体为不可压流体，密度符合假设;2) 舱内流体流动及传热视为稳态过程;3) 各壁面的辐射传热不计;2.2 边界条件设置利用开局让棋法进行几何建模及划分网格，因机舱内结构复杂，模型网格采用非结构化网格，对风口及重要发热面进行局部加密，网格数量为88 万.舱内通风是采用典型的置换通风与自然通风相结合的形式，边界条件设置如下:1) 送、回风口边界条件: 送风及机械抽风口为速度入口边界，送风方向与出风口面垂直；2) 自然排风口边界条件: 通风时保证舱内正压，因此自然排风口采用压力出口边界；3) 固体壁面边界条件: 舱内发热固体壁面采用定热流密度，壁面厚度为0.3 设计方案及模拟结果分析3.1 设计方案机舱内送风口位置相对固定，采用下送上回的通风方式，回风进入抽风围阱后通过管道与各风机相通；本文设计锅炉燃烧空气量占总送风量50% 左右，从舱内吸入会造成内部各区域气流压力梯度过大，因此采用独立系统从外界抽进燃烧空气。
船舶操纵性能的数值模拟与优化
船舶操纵性能的数值模拟与优化船舶操纵性能的数值模拟与优化是一种通过计算机仿真和优化方法，对船舶的操纵性能进行分析和改善的过程。
在现代船舶设计和航行控制中，数值模拟和优化已经成为一种重要的工具和方法。
本文将介绍船舶操纵性能模拟与优化的基本原理和方法，并探讨其在船舶设计和运行中的应用。
一、数值模拟方法1. 流体力学方法流体力学方法是一种基于流体力学原理的计算方法，用于模拟船舶在水中的流动和操纵性能。
通过求解流体力学方程组，可以得到船舶在不同条件下的流场分布和水动力特性。
这些数据可以用来评估船舶的操纵性能，并设计舵型和螺旋桨等船体部件。
2. 多体动力学方法多体动力学方法是一种基于多体动力学原理的计算方法，用于模拟船舶的运动和操纵性能。
通过求解牛顿运动定律和船舶动力学方程，可以得到船舶在不同操纵条件下的运动轨迹和性能指标。
这些数据可以用来评估船舶的操纵性能，并优化操纵策略和控制系统。
二、优化方法1. 遗传算法遗传算法是一种模拟自然界生物遗传和进化过程的计算方法，用于求解复杂的优化问题。
在船舶操纵性能的优化中，遗传算法可以用于寻找最优的舵型和螺旋桨设计参数，以及最优的操纵策略和控制系统参数。
通过多次迭代和交叉变异，可以逐步优化操纵性能。
2. 粒子群算法粒子群算法是一种模拟鸟群和鱼群行为的计算方法，用于求解优化问题。
在船舶操纵性能的优化中，粒子群算法可以用于寻找最优的船舶操纵策略和控制系统参数。
通过模拟粒子在搜索空间中的移动和信息交流，可以逐步优化操纵性能。
三、应用案例1. 舵型优化通过数值模拟和优化方法，可以对舵型进行优化，以提高船舶的操纵性能。
通过改变舵型的几何形状和面积分布，可以减小船舶的转弯半径和横向风险。
通过遗传算法和粒子群算法等优化方法，可以找到最优的舵型设计参数，以实现更好的操纵性能。
2. 螺旋桨优化通过数值模拟和优化方法，可以对螺旋桨进行优化，以提高船舶的推进效率和操纵性能。
通过改变螺旋桨的几何形状和叶片倾角等参数，可以提高螺旋桨的推力和效率。