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船舶海洋行业的CAE应用



        由于船舶的运行环境十分复杂,而且其运行环境经常是高速、强水流、强气流等条件,因此,在CAE分析中需要用可靠性高的软件来计算在复杂载荷条件下结构的静、动力响应,损伤破坏和系统的寿命。此外,强大的数值运算能力和高效的求解技术,以及快速生成网格的技术,方便的前后处理技术和良好的开放性特征也尤为重要。从应用领域来看,船舶行业在设计和CAE分析中遇到的问题主要有以下四个方面:

1.军用船舶:主要考虑船舶在战争中的生存能力,如水下爆炸的时候抗击冲击波的能力;提高舰船的隐蔽性,船载设备在爆炸载荷下的生存能力等。

2.游艇和客运船舶:对于小型的船只和游艇,主要是考虑船舶的总体强度,减低振动的影响以及制造成本;对于大型的客船,主要也是考虑船舶的强度、在风浪中的承载力以及减低振动的影响,并减短设计周期;对于赛艇,主要是提高性能和减轻质量,会设计大量新型复合材料的设施。

3.商用货运船舶:主要是提高船舶的质量,提高承载力,尤其是近年来一些新型船舶的出现,如LNG船、LPG船,对设计要求越来越高。

4.发动机等船舶辅助设施的要求是提高能效、减轻重量、减振降噪。


从船舶海工相关CAE分析来看,在船舶海工领域有许多典型的分析问题,从船舶总体到舰载设备,主要分析对象包括:

        船舶总体

        船载设备(如雷达、电子设备、火炮等)

        动力传动系统(如曲轴)

        推进器和扭矩机构

主要分析类型则包括:

        结构强度

        模态(湿模态)

        爆炸载荷下的响应

        动态冲击分析

        热分析

        船体搁浅损伤等


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