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利用三维空气流动仿真为2008年奥运会优化船帆设计

日期:2012-06-20

  

“Fredrik Lööf 和 Anders Ekström是此次在北京举行的星型帆船比赛中有望夺奖的瑞典选手,
利用EFD.Lab进行三维空气流动分析,揭示了近失速角度星型三角帆的大规模气流分离情况

芬兰当地的帆船制造商WB-Sails使用Flomerics公司的EFD.Lab申博动力仿真软件对星型和芬兰人级奥运帆船进行研发和优化。WB-Sails 的R&D 主管Mikko Brummer 表示:“当气流分离不是主要影响因素时,传统帆板代码能相当准确地预测出在逆风情况下帆船受力,但是我们极其渴望有一个功能更为强大的软件,预测我们估计的在北京奥运会赛场上三维气流流动、顺风航段受力以及微风情况下的受力状况”。

一段时间以来,我们一直在传统计算申博动力(CFD)软件中寻找,但发现这些软件对于我们的项目而言过于慢而且过程繁琐。而EFD.Lab正是我们需要的工具——拥有非比寻常,易于使用的功能如“直接嵌入CAD”和自动网格生成技术。Brummer 说:“EFD.Lab的详细预测让我们意识到过去我们并不知晓的三维气体流动现象的存在。另外我们也了解到桅杆可增加帆船驱动力,然而过去它通常被认为是增加阻力的必要装置。

WB-Sails使用EFD.Lab查明可能发生气流分离而导致船帆问题的所在之处。气流分离减少了帆船航行时的驱动力,增加了阻力。可直接在软件内对船帆进行修改,与 CAD软件的无缝结合使得更改部件,比如帆和索具变得轻松简单。使用普通的台式电脑,对特别感兴趣的地方即能快速生成密集的局部网格,还能在合理的时间内查看详细流动现象。

EFD.Lab软件允许在入口平面指定非均匀气体流动条件,代表海平面上的大气边界层。结合船速,生成接近于船帆的复杂的“剪切”和“扭曲”风模式。EFD.Lab内置图形后处理器,使得气体流动轨迹和压力完全以三维动画的形式可视化,结果更易于理解。计算输出驱动力,侧倾力和转折点,并以绝对系数的形式输出。这些力用来预测和优化帆船的性能。Brummer说:“我们希望2008年8月时,这将使我们的帆船运动员们在北京奥运会的星型和芬兰人级帆船比赛中获得奖牌。”

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