1.船体几何模型导入
► 在CAD软件中将船体的模型以stl格式导出，本案例中即为deck面、hull和transform面。如果从CAD模型中导出的是一个整体，可以划分为deck面和hull面。
►运行PumpLinx软件，新建一个工程文件，界面如下：
►选择界面左边的Mesh窗口命令（一共4个窗口选项，分别是Mesh，Model，Simulation和Result，分别代表各个步骤）。
►选择Import/Export Geometry or Grid命令，点击Import Surface From STLTriangulation File，选择deck.stl、transom.stl和hull.stl文件，如图所示：
2. 生成网格
► 在Mesh窗口下，选择Marine Template Mesher命令。
► 设置Hull Type为Displacement，其中该选项下Planing指快艇类的船型，Dispalcement指集装箱类的大船；
► Analysis Type保持Resistance/Powering设置不变；
► Mesh Size可以保持Normal不变，或设置为Fine，也可设置User Defined进行自定义设置，本案例可设置为Fine；
► 点开Domain Size左边的小三角，设置Size Reference为Maximum Dimension，设置船体模拟的外流域参数如下：
Front 0.5 表示船体外域在船头方向往前延伸0.5倍船长
Back 1.5 表示船体外域在船尾方向往后延伸1.5倍船长
Side 1 表示船体外域在船侧方向往船身外侧延伸1倍船长
Depth 0.8表示船体外域在船体下沉方向延伸0.8倍船长
Up 0.2 表示船体外域在船体上方方向延伸0.2倍船长
Half Domain yes 表示半船模型
► 设置Max Pitch Angle即最大俯仰角为2度（大船）；（小船10度）
► 设置Max Heave及最大下沉量为1m；
► 在Geometric Entities窗口下，选择hull面和transform面；在Properties窗口下，点击Hull右侧的 + ，同理选择deck面，将deck面添加；
► 设置船体的上浮方向为（0,0,1）；
► 设置船体前进方向为（1,0,0）；
► 设置船体重心坐标为（2.985,0.002，-0.111）；
► 设置水线位置为0.111。注意水线位置是相对于船体重心获得的，不是相对于原点获得的；0.111表示水线在重心上方0.111m处。
► 最终参数设置如下：
► 在Properties窗口下，点击Build Marine Template Mesher命令。
►在Geometric Entities窗口会出现Volumns/marine选项，即新生成的网格模型。总网格数量约为135万（如硬件条件允许，可以适当加密网格），部分网格截图如下：
►点开marine左边的小三角，在boundaries下面合并hull面和subfeatures面，随后点击save命令选择保存路径进行模型保存。注意船头部分应尽量避免出现subfeatures选项。
3.模型设置及求解
►点击Model窗口，由于采用marine模板进行的网格划分，此时PumpLinx在Model窗口下已经自动调用：
Marine 船舶模板
Flow/Multiphase and Turbulence VOF多相流和湍流模型
Translation（1DOF）marineHeave 1平动自由度，计算船体的下沉量变化模板
Rotation（1DOF）marinePitch 1转动自由度，计算船体俯仰角度变化的模板。
►在Model窗口下，点击Marine，在Properties窗口下设置Dynamic Option为Pitch/Heave，表示既要计算下沉方向的运动，又要计算俯仰方向的运动情况。如果只需计算其中一种自由度情况或只考虑静水情况，则可根据分析需求分别选择Pitch Only/Heave Only/No Dynamics；
►设置Propulsion Option为Prescribed Profile，设置Target Velocity为2m/s，即目标速度；设置Ramp Up Time为2s，即加速时间为2s；
注释：另外两种设置
►方法一：也可设置Propulsion Option为Veclocity Profile，设置Velocity Profile为一定值或是随时间变化的曲线；
►方法二：也可设置Propulsion Option为Propulsion Source即添加动力源模型，设置Propulsion Source为Force Vector/Propeller Model；
►以Force Vector为例，Propulsion ID为动力源数量，Position表示动力源位置坐标，Direction表示作用方向，Force Expression表示力的分布；
►以Propeller Model为例，Propulsion ID为动力源数量，Position为螺旋桨中心位置，Direction为作用方向，Propeller Model可设置为Hough-OrdwayModel/Uniform Thrust Model；
─ 以Hough-Ordway Model为例，Propeller Diameter为螺旋桨直径，Hub Diameter为螺旋桨轴径，Hub Thickness为螺旋桨轴向高度，PropellerDirection设置为Right-handed即右手法则，Propeller RPM为螺旋桨转速，Kt Curve为推力系数曲线，Kq为转矩系数曲线。
─ 以Uniform Thrust Model（均匀推力模型）为例，Propeller Diameter为螺旋桨直径，Hub Diameter为螺旋桨轴径，Hub Thickness为螺旋桨轴向高度，Propeller RPM为螺旋桨转速，Kt Curve为推力系数曲线。
►设置Body Mass为1648.42370284735kg，注意此处应为整船的质量；
►设置Moment of Inertia即转动惯量为6134.9871kg.m2；
►设置Fluid Property如下：
►完成上述设置后，在Simulation窗口下，设置CFD模拟参数如下：
►其中模拟时间为35s，时间步数为3325，迭代步数为25，保存频率为5，点击start即可启动计算。
► 注意：如果要查看具体的模型设置，可将Marine设置为Advance mode查看相关的参数设置。
4.计算结果查看
►云图显示。在Geometric Entities窗口的Volumns部分，选择需要查看的流体域，在Results窗口下，选择对应的变量即可显示云图（如压力、速度、水体积分数、涡量等）。
►查看整船云图。
►船体阻力、下沉量、俯仰角查看。
►如需查看具体的阻力、下沉量、俯仰角数据或需要对结果数据进行再处理，可以通过copy date命令将数据直接粘贴至Excel或其他数据处理软件。
►创建截面云图。在Geometric Entities窗口下，点击Create a Cross-Section命令，在窗口下方新增Derived Surfaces选项，选择新创建的截面，可通过拖动滑块或设置截面位置的方式确定某一截面位置。
►动画制作。在瞬态计算开始前，设置保存频率为5，即每隔5时间步保存一个结果，当计算完成后，在当前目录下则会存储多个结果文件。在模型显示区域，将三维显示效果调至最佳位置，然后在Flie下面选择Save animation，弹出对话框，选择对应的所有结果文件，然后点击“打开”，在给定该动画的名称，点击保存即可生成后缀为.gif的动画文件。
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发表于 2017-7-27 11:29:19
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