isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Новости компаний

9 июня 2018

Оптимизация формы гребного винта – применение современных технологий оптимизации в судостроительной отрасли на примере КГНЦ

Специалисты Крыловского государственного научного центра (КГНЦ), одного из крупнейших мировых исследовательских центров в области кораблестроения и проектирования, автоматизировали процесс оптимизации судового гребного винта и увеличили его КПД на 1.5% при помощи программного комплекса pSeven от компании DATADVANCE.

Данная работа, выполненная Любовью Лаврищевой, инженером, КГНЦ, посвящена разработке технологии оптимизации формы гребного винта (ГВ) на примере решения задачи увеличения его коэффициента полезного действия (КПД) на заданном режиме хода судна при строго фиксированных ограничениях по показателям упора на лопастях движителя, момента на валу движителя и давления в области вращения движителя.

DATADVANCE КГНЦ

Рисунок 1. Вид исследуемой модели гребного винта в плане

В ходе работы специалисты КГНЦ столкнулись с рядом проблем и трудностей:
  • Большое число параметров, описывающих лопасть гребного винта (более 100).
  • Невозможность получать в автоматическом режиме твердотельную параметрическую модель гребного винта стандартными средствами распространенных CAD-систем.
  • Недостаточно изучено влияние параметров, описывающих гребной винт, на его гидродинамические характеристики.
  • Отсутствие достаточного количества наработок и рекомендаций по созданию простых и эффективных технологических цепочек для оптимизации формы судовых движителей.
Для преодоления вышеупомянутых трудностей и эффективной оптимизации гребного винта была разработана специализированная программа для параметризации и построения геометрии движителей Flypoint Parametrica. Для численного моделирования обтекания гребного винта использован коммерческий пакет вычислительной гидродинамики STAR-CCM+. Для решения задачи однокритериальной оптимизации с ограничениями использован программный комплекс pSeven.
DATADVANCE КГНЦ

Рисунок 2. CFD моделирование вихрей за гребным винтом в STAR-CCM+

Оптимизационная цепочка проиллюстрирована на рисунке 3. В зелёных линиях изображено содержание композитного блока. Внутри этого блока происходит построение геометрии средствами Flypoint Parametrica и численное решение задачи гидродинамики в STAR-CCM+. Далее композитный блок взаимодействует с блоком оптимизации, обмениваясь управляемыми параметрами, значениями целевой функции и ограничениями.
DATADVANCE КГНЦ

Рисунок 3. Расчетная схема оптимизации ГВ в pSeven

После окончания каждого цикла работы композитного блока выполнялся автоматический перенос полученных данных непосредственно в оптимизатор, который при помощи алгоритма оптимизации на основе метамоделей решал поставленную задачу. Данный алгоритм имеет преимущество в скорости нахождения решения по сравнению с распространенными на сегодняшний день алгоритмами генетической оптимизации.

Оптимизация с применением методов вычислительной гидродинамики, как правило, является очень ресурсоемким процессом, требующим несравнимо больших затрат по времени, в отличие от стандартного расчета. Оптимизация формы гребного винта в программном комплексе pSeven позволила значительно сократить количество расчетов и сэкономить существенное количество ресурсов суперкомпьютера, сделав оптимизацию гребного винта доступнее.

Полную версию статьи с расчетами читайте на сайте DATADVANCE.

O Крыловском государственном научном центре
ФГУП «Крыловский государственный научный центр» является ведущим российским инжиниринговым центром с более чем 100-летней историей. Сегодня Центр разрабатывает проекты высокотехнологичных судов и морских сооружений в соответствии с основными потребностями и трендами развития нефтегазового сектора. Синергия проектных и научных подразделений позволяет разрабатывать и внедрять в новые проекты и инновационные технологии. В настоящее время основным вектором Центра являются Арктические проекты, разрабатываемые по международным стандартам качества.
О продукте pSeven
pSeven — это мощная программная платформа, предназначенная для автоматизации инженерных расчетов, многодисциплинарной оптимизации и анализа данных. Платформа может использоваться всеми членами команды разработчиков изделия на всех этапах его жизненного цикла.
О компании DATADVANCE
DATADVANCE является ведущим в России разработчиком программного обеспечения в области анализа данных, предсказательного моделирования и оптимизации. Миссия компаний — создание и совершенствование эффективного и удобного программного инструментария, позволяющего клиентам существенно сократить временные и финансовые затраты на создание инновационных продуктов и повысить их качество и технические характеристики.

Читайте также:

Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.