(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211235960.7 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 江南造船 （集团） 有限责任公司 地址 201913 上海市崇明区长兴江南大道 988号 (72)发明人 林源　李小灵　樊涛　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 雷绍宁 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种船艏导 流罩CFD精准计算的方法 (57)摘要 本发明提供一种船艏导流罩CFD精准计算的 方法， 以C FD软件推荐的网格尺寸为基础， 通过一 定CFD数值仿真计算网格收敛比与时间步长收敛 比， 逐步优化网格尺寸与时间步长， 并以优化后 的网格尺寸、 时间步长为输入 参数， 通过C FD仿真 计算出的船体所受风阻力和/或风阻系数， 并通 过风洞试验验证， 结果可靠性高、 计算精准度高； 解决现有C FD技术存在的计算精准度及结果可靠 性问题， 有利于促进船体外形选型、 优化设计等 船舶业的发展， 及节约研发时间、 提高集装箱船 导流罩的研发效率。 另外， 船艏导流罩结构简单 制作成本低， 方便加工、 安装且不影响系泊 布置， 兼容性能好， 不仅可 以用于新船的制造， 还可 以 用于旧船的改装， 满足集装箱船节能的综合需 求。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115455570 A 2022.12.09 CN 115455570 A 1.一种船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于， 所述船艏导流罩CFD精准计算的 方法至少包括： 建立整船几何模型， 导入CFD软件， 并进行计算 准备； 选取CFD软件推荐网格尺寸作为基础网格尺寸， 根据CFL数确定初始时间步长； 保持初始时间步长不变， 将所述基础网格尺寸作为中网格尺寸， 更改网格尺寸形成粗 网格尺寸及细 网格尺寸， 分别开展所述粗网格尺寸、 所述中网格尺寸及所述细网格尺寸的 CFD数值仿真， 检测数值仿真结果 及 计算网格收敛比RG＝ εG,21/ εG,32， 并判断所述网格收敛比RG是否单调收敛； 所述网格收敛比0＜RG＜1则单调收敛， 保持所述中网格尺寸不变， 所述中网格尺寸对应 的时间步长为中时间步长， 改变所述中时间步长形成大时间步长及小时间步长， 并采用与 网格收敛比RG相同方法得到时间步长收敛比RT； 将0＜RG＜1得到的所述中网格尺寸及0＜RT＜1得到的所述中时间步长用于CFD数值仿 真， 检测船舶数值仿真结果； 其中， 为具有所述细网格尺寸输入参数 的数值仿真结果， 为具有所述中网格尺寸输入参数的数值仿真结果， 为具有所述粗 网格尺寸输入参数的数值仿真结果。 2.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述整船几何 模型包括原始船舶几何模型与增加船艏导流罩船舶几何模型， 所述数值仿 真结果包括风阻 力和/或风阻力系数。 3.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述计算准备 包括计算 域划分、 边界条件设置、 物理设置、 求 解器设置 。 4.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述基础网格 尺寸为Lpp/50， 其中Lpp为船舶垂线间长 。 5.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 二阶精度要求 CFL数小于0.5， 根据 来确定初始时间步长， 其中u代表速度， Δx代表网格尺寸， Δ t代表时间步长 。 6.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 更改网格尺寸， 将所述中网格尺寸 作为所述粗网格尺寸， 将所述中网格尺寸 作为所述细网格尺 寸； 改变时间步长， 将所述中时间步长 作为所述大时间步长， 将所述中时间步长 作 为所述小时间步长 。 7.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述网格收敛 比RG>1则不单调收敛， 修改所述中网格尺寸， 确定对应中时间步长， 重新形成粗 网格尺寸及 细网格尺寸并所述计算网格收敛比RG。 8.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述网格收敛 比RG＜0则为震荡， 需要重新进行网格划分。 9.根据权利要求1所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述时间步长权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455570 A 2收敛比RT不单调收敛， 修改所述中时间步长， 重新形成大时间步长及小时间步长并计算所 述时间步长收敛比RT。 10.根据权利要求2所述的船艏导流罩CFD精准计算的方法， 其特征在于： 所述风阻力系 数为无因次系 数， 将原始船舶与增加船艏导流罩船舶的无因次系 数进行对比， 确定减风阻 效率， 并与风洞试验结果对比验证 计算精度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455570 A 3