(1)水下通讯连接问题; (2)导航问题; (3)控制问题; (4)能源问题; (5)水下探测问题。 解决以上问题将使AUV的发展迈出一大步,也将对海洋
(1)水下通讯连接问题;
(2)导航问题;
(3)控制问题;
(4)能源问题;
(5)水下探测问题。
解决以上问题将使AUV的发展迈出一大步,也将对海洋的开发和利用做出不可磨灭的贡献,这需要我国各研究单位和院校精诚合作为我国的海洋战略做出贡献。
1.3 船舶CFD技术介绍
CFD是一种简称,中文的意思是计算流体力学,英文全称是(Computational Fluid Dynamics),它只是流体力学的一个分支,是随着近代计算机的普及和计算机的强大的计算能力发展起来的一门交叉学科,CFD具有强大的生命力,它是数值数学和现代计算机科学结合的产物。它是以电子计算机为基础工具,并结合各种离散化的数学方法,在计算机上对实际问题进行模拟,数值实验,并分析研究结果,从而解决各种实际问题。
而CFD在船舶方面的应用,将给船舶设计者们带来前所未有的便利,可以这样说,船舶CFD的出现使船舶的阻力研究搭上了21世纪的快车,使船舶在阻力方面的研究赶上了时代的发展。CFD在船舶方面的应用可以大大提高船舶的设计质量、大大缩短船舶的建造周期、大大降低船舶的设计成本。因为CFD在船舶方面的应用可以给船舶设计带来如此大的方便,CFD技术也因此成为各国船舶行业一直研究的热门课题。随着CFD技术在船舶方面的应用程度逐渐提高,用CFD研究的船型也越来越复杂起来。随着CFD技术的进步,用它来同时研究船体、附体、螺旋桨以及流体的粘性特性和自由液面的效应也不再只是个空话。这也说明CFD技术在船舶方面的应用也越来越朝着实用性的方面发展,CFD技术也日渐成为船舶实验过程中一项必不可少的辅助手段。
计算流体力学CFD的应用在船舶流体力学中占据着越来越重要的地位,作用也日益增大。CFD技术在船舶方面的应用,从长期来看是要代替船模试验,为了能够在研究船舶方面的水动力性能时,能够为其提供7个全雷诺数的数值模拟工具。它预报的性能是多方面的,静水航行时的阻力、推进性能、实船在海浪上的航行性能,其中包括船舶的快速性和波浪失速。随着计算机和处理信息技术的快速发展、湍流理论取得突破性的成果以及非线性的波浪数值模拟技术的进步,相信这个目标在不远的将来就会实现。
由于历史方面的原因,我国的CFD技术在船舶方面的应用起步较晚、发展也较慢。直到上个世纪末,我国的船舶CFD的发展仍明显落后于国际先进水平,这将严重阻碍我国海洋强国战略的实现。因此,我国的相关人员和机构应找出和西方国家的差距并身体力行,使我国的CFD技术在船舶方面的发展跟上时代潮流,使CFD技术能更好地为我国的造船事业服务,这将是实现我国海洋强军梦的重要一步。
1.4 STAR—CCM+的介绍
STAR—CCM+是CD-adapoo集团推出的新一代CFD软件。采取最先进的介质力学数值技术(Computational continuum mechanics algorithms),并和卓越的现代软件工程技术结合在一起,拥有出色的性能和较高的可靠性,是热流体分析工程师强有力的工具。
STAR—CCM+界面非常方便,对表面准备,如包面(surface wrapper)、表面重构(surface re-mesh)及体网格生成(多面体-polyhedral、四面体-tetrahedral、六面体核心网格-trim)等功能进行了拓展,并在并行计算(HPC)上取得巨大改进,不仅求解器可以并行计算,对前后处理也能通过并行来处理,大大提高了分析效率。在分析过程中可以时刻检测分析结果(如矢量、标量和统计图等),同时实现了工程问题后处理数据方面的高度实用性、流体分析的高性能化、分析对象的复杂化、用户水平范围的扩大化。 由于采用了连续介质力学数值技术, STAR—CCM+不仅可以进行流体分析,还可以进行结构等其他物理场的分析。目前 STAR—CCM+正在应用于多达2亿网格的超大型计算问题上,比如方程式赛车外流场空气动力分析项目等。