Logotyp för Volupe

Blogginlägg Volupe

Fördel: Mall för virtuell bogseringsvagn

Att förbättra produktiviteten för simulering av skrovprestanda är en viktig fråga för utvecklarna av Simcenter STAR-CCM+. Utvecklarna av Simcenter STAR-CCM+ har i en tidigare blogg tagit upp Simcenter STAR-CCM+:s engagemang för marina tillämpningar och hydrodynamisk simulering av fartyg. artikel och en webbseminarium. I veckans bloggartikel tittar vi närmare på mallen Virtual Tow Tank (VTT), som utvecklats och tillhandahållits av Siemens. Vi kommer att jämföra simulering av motståndsprestanda för Kriso Container Ship (KCS), både av Hull Performance Workflow (HPW) och VTT-mallen och försöka hjälpa dig att bestämma vilket verktyg du ska använda.

Mall för virtuell bogseringstank

Mallen är en modern lösning med specialiserade verktyg för att öka produktiviteten. A malloch därmed VTT, är en helt öppen metod som utnyttjar alla nya funktioner i Simcenter. STAR-CCM+ och samtidigt kan du anpassa den till dina behov.

VTT fungerar som en grundläggande simuleringsfil och kräver att användaren helt enkelt importerar sin CAD i rätt konvention innan han eller hon anger de nödvändiga drag-, hastighets- och fluid-egenskaperna. Arbetsflödet för simuleringsoperation kan sedan utföras för att maskera och köra simuleringsfilen, eftersom alla nödvändiga fält är förfyllda med dynamiska frågor och filter.

I likhet med produktivitetsverktyget Hull Performance Workflow (HPW) är alla nätförfiningar, fluid-egenskaper etc. dynamiskt fördefinierade i enlighet med allmänt accepterad bästa praxis för simulering av motstånd i lugnt vatten. Detta minskar antalet fel och minskar den tid som går åt till att ställa in och köra upprepad konstruktion.

 

Multi Mesh-sekvens

Men VTT erbjuder dig ännu mer. Den inbyggda logiken, från Simuleringsverksamhet funktionalitet, möjliggör Multi-Mesh-Sequencing. Med denna metod kan vi minska beräkningstiden för att nå en konvergerad kvasistabil lösning genom att lösa på ett antal kursmaskor i följd. När konvergens har uppnåtts på varje nivå, återskapas domänen i enlighet med nätupplösningen för nästa nivå.

Fördelarna med detta tillvägagångssätt är att rörelsen kan konvergera innan den slutliga upplösningen av rutnätet uppnås, att numeriskt brus efter initialisering konvekteras genom domänen på kortare beräkningstid och att rutnätet förblir anpassat till den fria ytan eftersom fartygets position uppdateras mellan varje nivå.

Vid en simulering av motståndskurvan för fyra hastigheter uppnådde Siemens en 2,5 gånger snabbare hastighet med MMS-metoden jämfört med standardsimuleringen, helt och hållet med en önskad slutlig nätupplösning. Noggrannheten hos Lloyd´s Registers referensfartyg M/V Regal (som också används i ett pågående forskningsprojekt). Jores), påverkades inte av MMS-metoden.

Förutsägelse av motståndskurvan

Om du använder HPW skapas ett javaskript som du kan köra i batch tillsammans med simuleringsfilen för att utföra en analys av alla tidigare definierade hastighetsområden. Javaskript är ett kraftfullt verktyg för automatisering av Simcenter STAR-CCM+, men har också nackdelar, t.ex. ytterligare filer att skicka, känsliga för uppdateringar osv.

Genomföra en hastighet förutsägelse med VTT är möjlig med STAR-CCM+´s. Chef för design. Skapa helt enkelt ett Design Manager-projekt från din simulering och skapa en ny manuell konstruktionsstudie. Här kan du fritt definiera de hastigheter som ska köras automatiskt senare.

Hur man skapar ett Design Manager-projekt från en simuleringsfil
Hur man ställer in hastighetsintervallet för en motståndskurva

 

Det finns inget behov av att köra referenssimuleringen innan den automatiska hastighetskurvan förutses. Nätet skapas för varje hastighet. Gränsskiktsrepresentationen kommer därför att optimeras för varje hastighet.

Tips:

När du skapar referenssimuleringsfilen finns det två viktiga steg att tänka på!

  1. Kontrollera att nätpipeline inte är föråldrad.

Design Manager driver pipeline. Detta innebär att om nätverksamheten är föråldrad kommer Simcenter STAR-CCM+ först att skapa ett nytt nät innan simuleringen körs. I vårt fall är detta slöseri med resurser eftersom nätkommandot kommer att kallas från simuleringsoperationen baserat på den ändrade inställningen av prismlayer.

  1. Se till att Simualtion Operation är återställd i referenssimuleringen. På så sätt kan alla operationer anropas och nätet anpassas perfekt till den nya hastigheten.

 

Testfall KCS Containerfartyg

Hur exakt och snabb är VTT jämfört med HPW-prestanda? Kan vi reproducera samma resultat som Siemens fick med referensfallet, men på ett annat fartyg?

Här använder vi det också välkända riktmärket Kriso Container Ship (KCS) och utför simuleringar i full skala, både med hjälp av HPW och VTT-mallen. CAD-geometrin och testdata finns till exempel tillgängliga från Tokyo 2015 CFD Workshop in Ship Hydrodynamics (https://t2015.nmri.go.jp). Men CFD-resultaten för detta fartyg diskuteras också i olika publikationer.

Tillsammans ger dessa beräkningar en fullständig CFD-beräkning av självdrivningsfaktorerna i full skala. De viktigaste skillnaderna jämfört med en liknande simulering i modellskala enligt ITTC-förfarandena identifieras och rapporteras.

 

Genom att använda verktygen för simulering av skrovprestanda, som tillhandahålls av Siemens, kan ledtiden bli mycket kort. För att sammanställa den här bloggartikeln behövde jag ungefär två dagar. Därefter tog forskning och skrivande nästan halva tiden i anspråk. Att ställa in referensfallen tills de var igång och fungerade var en fråga om 30 minuter.

 

simulations utfördes över natten tack vare automatiseringsmöjligheterna. Men i totala antalet timmar överträffade VTT med MMS-ansatsen HPW med en ökning av hastigheten med 1,6! Detta är inte lika mycket som vad Siemens fick på M/V Regal, som körs med halva fartygets hastighet. Men om man tänker på att detta har uppnåtts utan någon ändring av standardverktygens inställningar och med mycket lite ingenjörstid, tycker jag att det är enastående!

När det gäller noggrannhet kan vi konstatera att båda verktygen ger bra resultat jämfört med andra publikationer som hänvisar till extrapolerad EFD-prestanda (experimentell fluid-dynamik). VTT underskattar motståndet vid Fn = 0,26 med endast 0,3% och HPW underskattar motståndet med 0,7%.

Sammanfattningsvis!

Båda verktygen är mycket lämpliga för simulering av skrovprestanda. VTT-mallen är mer flexibel och anpassningsbar. Den är också fördelaktig för en studie av motståndskurvor på grund av den hastighetsanpassade gränsskiktsdefinitionen och Multi-Mesh-Sequencing för att minska ledtiden. Å andra sidan finns HPW, ett specialiserat verktyg för att utföra analyser av motstånd, sänkning och trimning, som är utformat för att användas av följande personer Icke-expert användare och erfarna ingenjörer och talar samma språk som Marinarkitekter. Det gör det också möjligt att enkelt skapa en simulering av självframdrivning med hjälp av Virtuell disk modell.

Jag hoppas att detta har varit användbart och kan hjälpa dig att bestämma vilket tillvägagångssätt du ska använda för att simulera skrovprestanda i Simcenter STAR-CCM+. Tveka som vanligt inte att ta kontakt med frågor till support@volupe.com.

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish