Nkeji 2 / 12

AI na Hull Form Design na Hydrodynamic Analysis

Uru:

  • Ikike iji mee ka nyocha nke mbụ dị ngwa na nchọpụta nhazi site na ịnye ụdị hull, nguzogide na ihe mkpali na AI n'ụdị ahaziri
  • Ikike ịjụ ntọlite ​​nke CFD (mgbakọ mmiri dị omimi) ọmụmụ, netwọkụ na mgbagha ọnọdụ oke na nkwado AI.
  • Ikike iji weghara ọnụọgụ na nsonaazụ dabara adaba site na ịlele amụma hydrodynamic nke AI na nnwale ihe atụ, usoro mgbake, na plausibility anụ ahụ.

A na-ezobe akụ na ụba dum nke ụgbọ mmiri n'ụdị mmiri ya. Mgbe akpụkpọ ahụ (hull form; ụgbọ mmiri dị n'okpuru mmiri na geometry elu) na-agbanwe ọbụna otu millimita, mmanụ ọ ga-ere ọkụ, ibu ọ ga-ebu na ụgwọ mgbapụta ga-agbanwe n'oge ndụ ụgbọ ahụ. Ya mere, ụdị ụdị na hydrodynamics (sayensị nke mmiri na-asọ gburugburu ụgbọ mmiri na ike ndị ọ na-akpata) bụ ọkwa ebe a na-eme mkpebi kachasị ọnụ nke injinia ụgbọ mmiri. Ọgụgụ isi (AI) na-eme ngwa ngwa ọrụ atọ n'oge a: nhazi mbụ na nyocha imewe, ntinye nke ụzọ nkwụsi ike, na atụmatụ nke ọmụmụ ihe omimi mgbakọ na mwepụ (CFD).

Mana ka anyị tụtu ya ntu site na mmalite: enweghị mgbagha mgbochi, enweghị ọnụọgụ ụdị nke AI nyere sụgharịa n'ime mkpebi mkpali na-enweghị nkwenye site na nnwale nlereanya ma ọ bụ usoro enwetara. Mmiri anaghị agụ usoro; A na-amata omume ụgbọ mmiri ahụ n'ezie site na nha na ike anụ ahụ. AI bụ ngwa ngwa na onye na-emepụta echiche ebe a; hydrodynamics abụghị ihe akaebe nke eziokwu.

Echiche: Nguzogide: Ike mmegide nke mmiri na-eme ka ọ na-aga n'ihu; Ọ mejupụtara esemokwu, ihe ebili mmiri na vortex. Ọnụọgụ ngọngọ (Cb): Oke nke oke mmiri dị n'okpuru ala ahụ na prism akụkụ anọ gbara ya gburugburu; bụ ihe atụ nke njuju. Nọmba froude (Fn): Nọmba enweghị akụkụ nke metụtara ọsọ na ogologo ụgbọ mmiri; na-ekpebi iguzogide ebili mmiri. Ịrụ ọrụ nke ọma: ole n'ime ike nke injin ahụ na-emepụta ka agbanwere ka ọ bụrụ mkpali dị irè. EHP / DHP: Ike dị irè (Ike Ịnyịnya dị irè, ike a chọrọ iji merie nguzogide nke ụgbọ mmiri) ma nyefee ike (Ekenye Ịnyịnya, ike na-erute propeller).

Nhazi mmalite na nyocha imewe

Nhazi ụdị bụ nsogbu ọchụchọ: enwere njikọ na-adịghị agwụ agwụ n'etiti akụkụ ndị bụ isi (ogologo Lpp, obosara B, draft T), ọnụọgụ ụdị (Cb, prismatic coefficient Cp, mid-section coefficient Cm) na ọsọ. Na usoro oge gboo, onye injinia na-amalite site na data nke ụgbọ mmiri ndị yiri ya (usoro ogologo oge, mmekọrịta nlọghachi). AI na-eme ka nchoputa a dịkwuo elu: n'ime nkeji, ọ na-edepụta ọtụtụ nchịkọta nha nha nha nke ndị chọrọ ntuli aka, nchụpụ dị ka nke ọ bụla, yana ma ọnụọgụ L/B, B/T dabara n'ime oke.

Nke a bụ usoro nzọụkwụ site nzọụkwụ. Nzọụkwụ mbụ bụ idozi ozi achọrọ: ibu a ga-ebu, oke, ọsọ ọrụ, mgbochi ọwa / ọdụ ụgbọ mmiri (dịka Panama, Suez width-draft limit). Nzọụkwụ nke abụọ bụ iji chọpụta ogologo ogologo nke mbụ nwere data ụgbọ mmiri yiri nke ahụ. Nzọụkwụ nke atọ bụ ịhọrọ ọnụọgụ n'ụdị n'ime oke ezi uche dị ka usoro ọsọ-ọsọ (nọmba Froude). Nzọụkwụ nke anọ bụ ime atụmatụ mmalite nke nguzogide na ike site na usoro ihe atụ (dịka Holtrop-Mennen regression). Na nke ọ bụla n'ime usoro ndị a, AI na-ewu usoro ma na-emepụta ọnụọgụgụ; mana ọ dị mkpa ka ị jụọ ebe ọnụọgụ ọnụọgụ ọ bụla wee jiri ya tụnyere ụdị nke a na-ahụkarị.

NDỤMỌDỤ: Mgbe ị nwere AI na-atụ aro ọnụọgụ ụdị, jụọ "uru Cb a ọ bụ nke a na-ahụkarị maka nọmba Froude a; kedu ebe ọ ga-ada?" Dịka ọmụmaatụ, n'ụdị ọsọ dị elu, Cb zuru ezu (0.80+) na-agbawa nguzogide ebili mmiri; AI nwere ike ichetara gị nke a, mana nhọrọ ikpeazụ bụ nke gị nwere data ụgbọ mmiri yiri ya.

Empirical Method na AI na CFD Mbido

N'ọkwa mbụ, a na-eme atụmatụ nguzogide site na ụzọ mgbagha n'ụzọ pụtara ìhè kama ịnwale nnwale. Ụzọ ndị dị ka Holtrop-Mennen na-akụda nguzogide n'ime ihe ndị mejupụtara ya: nguzogide esemokwu, mmetụta ụdị, nguzogide ebili mmiri, mgbawa, na ikuku ikuku, na usoro sitere na nnukwu nchekwa data nke ụgbọ mmiri. AI na-echeta usoro nke usoro a, na-agbakọ ọnụọgụ dị n'etiti ma wuo ọkpụkpụ mpempe akwụkwọ. Mana usoro ahụ nwere oke ikike ya: A na-enweta Holtrop maka ụfọdụ Cb, Fn na L/B; Ọ bụrụ na ị pụọ na mpaghara a, nsonaazụ ga-abụ enweghị ntụkwasị obi. AI kwesịrị ichetara gị oke a; Ọ bụrụ na o chetaghị gị, i kwesịrị ịjụ.

N'akụkụ CFD, AI anaghị eme ihe ngwọta n'onwe ya, ma ọ na-enyere gị aka ịjụ ntọlite ​​​​: ebe a ga-eme ka mkpebi nke mesh dịkwuo ike, ihe mbụ cell elu (y +) kwesịrị ịbụ maka oyi akwa ókèala, ihe mere a na-ahọrọ ụdị ọgba aghara (dị ka k-ω SST), otu esi ejikwa convergence. Nke a bụ mkparịta ụka onye nkuzi na nwa akwụkwọ; Ihe na-akwado nsonaazụ ọnụọgụgụ bụ ọmụmụ nnwere onwe ntupu (nnwere onwe ntupu; nsonaazụ anaghị agbanwe mgbe ị mesiri netwọkụ ahụ) yana, ọ bụrụ na ọ ga-ekwe omume, nhazi nnwale ụdị.

Usoro

ihe na-enye

isi ihe siri ike

Mmachi/nnwapụta

Ụgbọ mmiri/regression yiri ya

Nha mbụ buru ibu, ike dị nro

Ngwa ngwa ngwa, data dị ọnụ ala

Ọ dị naanị maka geometry yiri ya

Holtrop-Menen

Usoro mgbochi akụkụ

Standard maka n'ihu imewe

Cb/Fn/L·B oke oke; Achọrọ nkwenye nlereanya

CFDs

Nkọwa zuru ezu, mpaghara nrụgide

Na-ahụ mmetụta mpaghara

Na-enwe mmetụta maka netwọkụ na ụdị ọgba aghara; mmezi dị mkpa

Nnwale ụdị (ọdọ mmiri)

Atụtara nguzogide n'ezie

Kacha ntụkwasị obi

Dị oke ọnụ, na-ewe oge; nha nha mmetụta mgbazi

Obere Okwu

Ikpe 1 - ọnụọgụ mgbazi dabara adaba. Otu otu na-agbakọ mkpokọta ahụ na Holtrop maka ụgbọ mmiri 190m dị ka 620 kN. Mgbe ha na-agwa AI ka ọ "meziwanye nsonaazụ," ihe nlereanya ahụ na-agbakwunye "0.80 ụdị mmezi mmezi" nke a na-amaghị, na-ebelata iguzogide 496 kN. Mbelata 20% a na-ebelata mkpali site na ihe dịka otu klas ndị ọbịa. Ndị otu ahụ na-ajụ maka ndabere nke ọtụtụ; AI enweghị ike ịkpọ isi mmalite. Mgbe ha jiri ya tụnyere data ule ihe nlereanya, ha na-ahụ na ezigbo nguzogide dị gburugburu 610 kN. Ihe nkuzi: enweghị ihe mgbazi na-enweghị isi na-abanye na nsonaazụ.

Ikpe 2 - Gafefe oke Froude. Nwa akwụkwọ nwere Holtrop gbakọọ nguzogide nke ụgbọ mmiri 50 m na-achọ ọsọ ọrụ nke 30 knots. Maka ogologo-ọsọ a ọnụ ọgụgụ Froude na-abawanye ruo ~ 0.70; Ọfọn n'elu Holtrop si a pụrụ ịdabere na nso. AI na-enye nsonaazụ na-ebughị ụzọ kọwaa ya. Mgbe nwa akwụkwọ ahụ na-ajụ maka ọnụọgụ nke ziri ezi, ọ na-apụta na usoro ahụ adịghị mma na ọchịchị a na usoro dị iche iche (Savitsky, wdg) chọrọ maka ụdị planer / ọkara-ịchụpụ. Ihe nkuzi: jụọ maka izi ezi envelopu nke usoro ọ bụla pụtara ìhè.

Ikpe 3 - Njehie sitere na netwọkụ. N'ime ọmụmụ CFD AI na-enye 540 kN nguzogide ya na ntupu siri ike. Mgbe injinia na-eme ka netwọk ahụ sie ike ma na-eme nchọpụta nnwere onwe, nsonaazụ ya bụ 605 kN; Uru mbụ bụ 11% dị ala n'ihi na edozighị ebe aft aft nke ọma. Ihe nkuzi: Enweghị ike ị were nsonaazụ CFD nwere ntụkwasị obi na-enweghị ọmụmụ nnwere onwe netwọkụ.

Ndebiri ngwa ngwa enwere ike i copyomi

Ụdị 1 - Nchọgharị tupu ha emee:

Ọrụ: Ị bụ ụgbọ mmiri preliminary design consultant.Context (nnọchite anya): Ịkwụ ụgwọ maka nnukwu onye na-ebu ~ 40,000 t, ọsọ ọrụ ~ 14.5 knots, n'ime Suez draft limit.Task: 1) Na-akwado 4 nwa akwukwo isi ogologo nchikota (Lpp, B, T) . ahụkarị nso.Constraint: Dee nkeji nke nọmba ọ bụla; ezipụta regression/database ị na-eji; Emela mkpebi ikpeazụ, nyefee onye ndoro-ndoro ochichi.

Ụdị 2 - Ịhazi mkpokọta Holtrop resistor:

Jiri usoro Holtrop-Mennen guzobe usoro mgbako nguzogide mbido. Ntinye (onye nnọchi anya): Lpp, B, T, Cb, Cp, ọsọ ọrụ, mpaghara mmiri. Achọrọ m: 1) Depụta ihe ndị na-eguzogide dị iche iche (esemokwu, ụdị, ebili mmiri, amụma, ikuku) .2) Dee usoro na ọnụọgụ nke ị na-eji maka akụkụ nke ọ bụla. et.4) Tinye otu esi elele nsonaazụ ya na nnwale ihe atụ.

Ụdị 3 - ajụjụ ntọlite ​​​​CFD:

Ana m eguzobe ọmụmụ ihe CFD na-eguzogide ụgbọ mmiri. Kọwaa mkpebi ndị na-esonụ na izi ezi ma nye ụdị ụkpụrụ dị iche iche: - Nhọrọ ụdị Turbulence na ihe kpatara ya - Ngwọta dị nso (y+ target) na ịdị elu cell mbụ - Ntọala elu (VOF) - Otu esi elele convergence na ntupu nnwere onwe Tinye "olee otú m ga-esi nyochaa nke a" akara maka aro ọ bụla.

Ụdị 4 - Nlele ezi uche ga-arụpụta:

Nyochaa nsonaazụ nguzogide / ike na-esonụ:[Tapawa EHP, DHP, ọsọ, ụkpụrụ nguzogide]1) Ọ bụ usoro ịdị ukwuu maka ụgbọ mmiri nke a?2) Ọ bụ n'echiche dị mma nke propulsion arụmọrụ (nke 0.55-0.70)?

Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike

Ngwa ngwa adịghị ike:

Nye ụdị kacha mma na mgbochi mgbochi maka ụgbọ mmiri a.

Mgbasa ozi siri ike:

Ọrụ: Ị bụ onye na-ahụ maka nhazi mmalite nke hydrodynamic. Okwu (nnọchite anya, ọ bụghị ezigbo ọrụ): Lpp ~ 180 m, B ~ 32 m, T ~ 12.5 m, Cb ~ 0.84, ọsọ ọrụ ~ 14.5 knots. Ọrụ: Nyochaa nguzogide mmalite site na usoro Holtrop; dee isi mmalite nke ọnụọgụgụ ọ bụla yana oke nkwado nke usoro ahụ. Mgbochi: ADD mmezi ihe na-enweghị isi iyi. Depụta otu esi enyocha nsonaazụ ya site na iji nnwale ụdị yana nha ndị m kwesịrị iwere. Ngalaba steeti (kN, kW, akpụ) doro anya.

Ụdị ngwa ngwa na-adịghị ike na-ahapụ "kachasị mma" enweghị nkọwa na ọ dịghị achọ nkwado; Ngwa ngwa siri ike na-arịọ ihe gbara ya gburugburu, usoro, oke nkwado na ụzọ nkwenye.

Mmejọ ndị nkịtị

  • Na-eleghara envelopu nkwado ahụ anya. Iji Holtrop ma ọ bụ nkwụghachi azụ ọ bụla ọzọ na-abụghị ebe e si nweta ya na-enye echiche ezi uche dị na ya mana nguzogide na-ezighi ezi.
  • Ịnabata ihe mgbazi na-enweghị isi. Kwuo "meziwanye" yana ọnụọgụ na-adịghị mma nke AI na-agbakwụnye na-agbagọ nsonaazụ ya.
  • Iji CFD na-enweghị nnwere onwe netwọk. Ntupu na-adịghị ahụkebe enweghị ike idozi mpaghara azụ azụ na vortex; nguzogide na-adị ala.
  • Ichefu mmetụta nha nha. Nsonaazụ nnwale ihe atụ chọrọ mgbazi esemokwu (usoro ITTC) mgbe ị na-aga n'ọtụtụ zuru oke; AI nwere ike ịgafe nke a.
  • Na-eji nchekwube na-arụ ọrụ izipu ozi. Ọbụlagodi na nguzogide ahụ ziri ezi, ịrụ ọrụ nke ọma gabiga ókè na-eleda ike igwe achọrọ anya.

Na nchịkọta

AI na-eme ka nchọpụta ụdị hull dịkwuo elu, nhazi ngụkọ nkwụsi ike, na atụmatụ CFD na-agba ọsọ; na-eme ọtụtụ ụdị onye ndoro-ndoro atụnyere na nkeji. Mana usoro ọ bụla nwere ike nwere envelopu ziri ezi, nsonaazụ CFD ọ bụla nwere ndabere netwọkụ, yana atụmatụ ọ bụla zuru oke nwere mgbazi nha. Enwere ike ịtụgharị nguzogide na ụkpụrụ ike nke AI mepụtara naanị ka ọ bụrụ mkpebi ntụgharị mgbe ị gafechara nzacha nke nnwale ihe atụ, nkwenye siri ike na ike anụ ahụ.

Ọrụ ngwa

Maka ụgbọ mmiri nnọchite anya (dịka Lpp ~ 150 m, B ~ 25 m, T ~ 9 m, Cb ~ 0.75, ọsọ ~ 15 knots), nwere AI gbakọọ mbido mbụ na EHP site na iji usoro Holtrop. Wee jụọ ajụjụ n'usoro nke ịdị ukwuu na n'echiche nrụpụta arụmọrụ site na itinye ndebiri "nleba anya nkwubi okwu". Rịọ AI maka usoro ziri ezi ma lelee ma ntinye gị dị n'ime oke a. Kpesa opekata mpe otu enweghị nkwekọrịta ị chọtara yana otu i siri kwado ya na ọkara ibe.

ndetu

  • [] Atụlere m oke nkwado nke usoro ezi uche nke m ji na ntinye m.
  • [] Ajụrụ m wee kwado isi mmalite ihe mgbazi ọ bụla AI gbakwụnyere.
  • [] Eji m nguzogide na nsonaazụ ike tụnyere usoro ịdị ukwuu na ụgbọ mmiri a na-ahụkarị.
  • [ ] Ọ bụrụ na m jiri CFD, emebere m/mere ọmụmụ nnwere onwe netwọkụ.
  • [] Ekwenyela m na echiche arụmọrụ izipu dị n'ime oke ezi uche dị na ya.
  • [] Edoro m mkpebi mkpali ikpeazụ na nnwale/ụkpụrụ akwadoro.