2026年船舶设计中的流体动力学问题及解决方案

第一章船舶设计中的流体动力学基础问题第二章船舶空化问题的机理与控制第三章船舶结构流固耦合振动问题第四章新型流体动力学计算方法第五章船舶流体动力学实验技术第六章船舶流体动力学设计优化101第一章船舶设计中的流体动力学基础问题第1页引言：现代船舶设计的挑战全球贸易量的增长背景介绍流体动力学的重要性科学支撑船舶设计的挑战复杂性问题3第2页问题一：湍流边界层的控制机制湍流边界层的影响摩擦阻力物理模型分析湍流耗散率控制机制被动与主动控制4第3页问题一：湍流控制技术的量化评估多方案对比分析性能与成本CFD模拟验证计算精度工程案例实际应用5第4页问题一：总结与展望当前技术未来发展趋势技术创新实践建议设计优化主要解决方案602第二章船舶空化问题的机理与控制第5页引言：空化现象的工程危害结构损伤工程案例实际影响本章节内容研究目标空化现象的危害8第6页问题二：空化形成的物理机制物理模型分析空化发生判据空化形态分析阶梯状空化影响因素量化环境因素9第7页问题二：空化抑制技术的对比分析多方案性能对比效果与成本CFD模拟验证计算精度工程案例实际应用10第8页问题二：总结与展望主要解决方案当前技术未来发展趋势技术创新实践建议设计优化1103第三章船舶结构流固耦合振动问题第9页引言：流固耦合振动的典型场景流固耦合振动的危害结构损伤工程案例实际影响本章节内容研究目标13第10页问题三：流固耦合振动的物理机理物理模型分析运动方程模态分析固有频率影响因素量化环境因素14第11页问题三：振动抑制技术的对比分析多方案性能对比效果与成本CFD模拟验证计算精度工程案例实际应用15第12页问题三：总结与展望当前技术未来发展趋势技术创新实践建议设计优化主要解决方案1604第四章新型流体动力学计算方法第13页引言：CFD技术面临的挑战成本高昂当前技术的局限环境限制本章节内容研究目标计算成本问题18第14页高精度CFD数值方法的发展DNS与LES高精度算法网格加密技术物理模型改进多尺度模型数值方法对比分析19第15页机器学习辅助CFD方法机器学习与CFD结合的框架代理模型构建典型应用案例湍流模型技术挑战数据质量要求20第16页多物理场耦合仿真技术多物理场耦合仿真的进展ANSYS多物理场耦合模块应用场景船舶推进系统技术挑战方程复杂度2105第五章船舶流体动力学实验技术第17页引言：实验技术的必要性实验技术的必要性成本高昂当前技术的局限环境限制本章节内容研究目标23第18页新型水洞与水池技术试验方法对比分析水池试验新型水洞技术可调密度水池技术挑战场地限制24第19页先进激光测量技术PIV测量典型应用案例空化泡测量技术挑战光照条件限制激光测量技术的应用25第20页环境模拟与控制技术环境模拟技术的进展人工波浪生成器应用场景振动控制技术挑战能耗问题2606第六章船舶流体动力学设计优化第21页引言：设计优化的目标性能提升当前设计的局限优化范围本章节内容研究目标设计优化的目标28第22页多目标优化算法的发展权重法优化目标对比分析阻力优化技术挑战目标冲突优化算法的框架29第23页拓扑优化与形状优化技术优化方法的对比分析拓扑优化典型应用案例船体结构优化技术挑战设计约束30第24页智能优化系统与设计自动化基于AI的优化应用场景自动