О проекте
- Расчет буксировочного сопротивления ледокольного судна
- АО «ЦНИИМФ»
- Судостроение
Расчет буксировочного сопротивления ледокольного судна
АО ЦНИИМФ – научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота, созданный в 1929 году, – является головной научной организацией Российской Федерации в области морского транспорта. Ведет работы по проектированию судов, развитию технологий перевозки и перегрузки, технико-экономическим исследованиям в области морского флота.
В 2017 году АО ЦНИИМФ обратился к компании «МЦД» для выполнения численного моделирования гидродинамики обтекания корпуса ледокольного судна с целью определения его буксировочного сопротивления.
Моделирование выполнялось в среде пакета Ansys Fluent с подключением модели турбулентности SST и модели многофазности с расчетом свободной поверхности VOF. Сходимость задачи определялась на основе выхода основной интегральной характеристики судна (величины силы буксировочного сопротивления) на установившееся значение, которое просматривалось в процессе счета.
Для определения силы буксировочного сопротивления средствами численного моделирования требовалось выполнение следующих задач:
- Подготовка твердотельной геометрической модели судна; устранение ошибок геометрии; построение расчетной области течения.
- Построение расчётной сетки.
- Постановка задачи; определение настроек разностной схемы и решателя, а также модели расчета свободной поверхности, обеспечивающих устойчивую сходимость задачи и получение корректных результатов.
- Анализ и обработка результатов расчета. Визуализация свободной поверхности, гидродинамических особенностей течения, определение локальных и интегральных характеристик судна (буксировочное сопротивление и её составляющих).
Геометрическая модель корпуса судна была предоставлена Заказчиком в виде листового тела в формате iges. Из листового тела iges была построена твердотельная геометрическая модель. Анализ исходной геометрии показал не симметричное расположение левого и правого борта относительно плоскости симметрии модели. Были произведены операции по корректировке твердотельной геометрической модели и положения плоскости симметрии относительно неё. Наличие в геометрической модели уступов малых размеров негативно сказывается на качестве расчётной сетки при построении, в связи с этим уступы были сглажены.
Подготовленная геометрическая модель половины корпуса судна была преобразована в расчетную область течения, а затем передана в сеточный генератор для построения расчётной сетки.
Расчетная область течения была разделена на две
зоны: зона вокруг корпуса судна и остальное пространство расчётной области (I и II). Для каждой зоны было выполнено разбиение на конечно-