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CMHL研究中心成员参加第七届全国船舶与海洋工程CFD会议
编辑:【admin】     加入时间:【2022-10-23】
           2022年10月20-22日,第七届全国船舶与海洋工程 CFD 会议,通过线上会议形式召开。会议由全国船舶与海洋工程CFD会议执委会和中国造船工程学会船舶力学学术委员会CFD学组主办,西北工业大学负责承办,《中国造船》编辑部和《水动力学研究于进展》编辑部协办。来自上海交通大学、大连理工大学、西北工业大学、四川大学、西安交通大学、中山大学、武汉大学、浙江大学、华南理工大学、哈尔滨工程大学、上海船舶运输科学研究所、中船708所、中国船舶科学研究中心等近20余家单位的专家教授、青年学者及研究生共一百五十余人参加了本次会议,同时通过寇享和仿真秀等网上直播平台观看人数突破2万人次,参加会议人数创参加历次全国船舶与海洋工程 CFD 会议人数的历史新高。CMHL研究中心博士后钟文杰、陈帆,博士生赵旻晟、陈松涛、刘志强、魏亚博、徐顺及硕士生曹鸿杰、潘宣景、王明哲等人参加了本次会议并做报告交流。
       出席本次会议的主要领导有西北工业大学宋保维副校长,西北工业大学航海学院院长潘光教授,中国造船工程学会船舶力学学术委员会颜开研究员,中国造船工程学会船舶力学学术委员会CFD学组王金宝研究员,全国船舶与海洋工程CFD会议执委会主席万德成教授等。
       2022年10月21日上午举行会议开幕式,由西北工业大学航海学院院长潘光教授主持开幕式。宋保维副校长代表承办单位发表致辞,预祝会议取得圆满成功;颜开研究员代表中国造船工程学会船舶力学委员致辞,希望会议能够在行业起到引领作用;王金宝研究员代表CFD学组发表致辞,期待会议进行充分全面的学术交流;万德成教授最后在开幕上发表致辞,他首先热烈祝贺本次会议顺利召开,并在会议上感谢了主办单位和承办单位为会议召开做出的前期努力,以及各位参与会议的专家学者的充分工作。此外,万德成教授还指出,CFD会议从2010年的默默无闻到如今影响力日益扩大,说明了会议契合了当前船舶与海洋工程领域的新发展,是年轻人大有作为的创新领域。  
   







      本次会议邀请了8位专家学者做大会报告。会议收到论文投稿120多篇,并安排了25位作者进行线上报告。此外,两天会议中,共有20000余人次在网上直播平台中参与会议,这无不展现了如今全国船舶与海洋工程CFD会议的广泛影响力。
      
此外,在CFD会议之前,2022年10月20日晚,万德成教授主持了2022年度全国船舶与海洋工程 CFD 会议执委会暨船舶力学学术委员会 CFD 学组工作会议,讨论确认了2023年第八届全国船舶与海洋工程CFD会议的承办单位,并围绕未来船舶与海洋工程CFD技术发展和提升CFD会议研讨效果进行了详细讨论。        
      
        CMHL研究中心博士后钟文杰做了题为“基于势流-粘流双向耦合模型的数值造波”的报告,提出了一种重叠区域方式的双向耦合势流-粘流数值造波模型,研究采用开源程序OceanWave3D和OpenFOAM。新模型基于OceanWave3D的Ghost point方法从粘流域向势流域传递波浪运动信息。为提高数值稳定性,在势流域内的重叠区域建立松弛区域。松弛区域的波面高度从粘流域直接插值获取,而速度势则根据自由水面的动力学边界条件由插值得到的速度间接计算。研究采用线性波、非线性波、不规则波、多向不规则波算例对耦合模型双向传递数据的有效性进行了验证。研究表明,提出的势流-粘流耦合数值造波方法具有较高的准确度,并能显著提高计算效率,可用于实际海洋工程的数值波浪模拟。


 
        博士后陈帆进行了题为“用滑移网格方法数值模拟倾斜圆柱入水”的报告。该报告展示了一个基于全新开发的动网格操作类的倾斜圆柱入水数值模型,实现了圆柱在计算域的大幅度运动,并且使各区域网格正交性保持不变。该模型在经过了与其他模型试验和数值模拟结果的对比验证后,用于考察在同一质量的系列圆柱中,不同长径比对圆柱入水砰击力和运动状态的影响。报告得到了参会人员的肯定。陈帆博士就该模型是否可用于模拟高速入水的圆柱引发空化现象的问题进行了回答,并在进一步提升自由面演化的捕捉精度方法上得到了参会老师的建议。

        博士生赵旻晟做了题为“水翼空化流场的Liutex涡识别与涡控制”的报告,介绍了将第三代涡识别方法Liutex模型添加到OpenFOAM平台中并对二维及三维水翼进行空化流数值模拟的研究进展。结果表明,使用Liutex简化力模型对流场中的旋涡进行涡量控制,可以有效抑制水翼尾部流场中压力降低效应,进而抑制空化的产生。


        博士生陈松涛做了题为“虚拟流体方法的开发及其在自由面流动问题中的应用”的报告。报告主要介绍了虚拟流体方法在船舶与海洋工程CFD数值模拟中的优势,并简要说明了其在开源CFD平台OpenFOAM中的植入思路。然后,通过二维斜坡流动、二维空场波浪传播和聚焦波与三维有限长圆柱相互作用等一系列算例,证明了该方法能够捕捉到界面处锐利的压力分布且同时改善了界面附近的虚假速度问题,为后续进一步构建高精度数值波浪水池和开展精细化流场模拟提供了有力的支持。


        博士生刘志强做了题为“CFD数值模拟和模型试验结合优化三体船片体位置”的报告,使用CFD数值计算和模型试验相结合的方法,以总阻力为目标,对Fr =0.27下的某型三体船片体位置进行优化。在已获得的物理实验数据基础之上,使用团队自主开发的CFD粘流数值求解器naoe-FOAM-SJTU对一定范围内其他片体位置进行水动力数值计算。根据模型试验结果和数值计算结果,使用团队自主开发的船型优化软件OPTShip-SJTU对三体船片体位置进行优化。通过模型试验与数值方法相结合的方式构建Co-Kriging近似模型,保证优化结果的可靠性。结果显示,不同片体位置的三体船总阻力在船长方向有着明显的周期性变化。


        博士生魏亚博做了题为“基于黏流的三体船片体布局优化”的报告,介绍了基于组内自主开发的黏流求解器naoe-FOAM-SJTU对某三体船在迎浪规则波中的耐波性能开展优化设计。首先开展了数值可靠性验证,然后利用船型优化软件OPTShip-SJTU,通过改变片体的间距布置,对该三体船在Fr=0.18时迎浪规则波下的耐波性开展优化设计。为了提高优化效率,依据优化拉丁方试验设计进行批量水动力性能评估进而建立了克里金近似模型。通过多目标遗传算法,最终可得到优化船型,并对优化船型进行了 CFD 验证以确保优化结果的可靠性。结果表明,通过合理设计三体片体间距,可减轻对三体船的兴波干扰并改善其耐波性能。


        博士生徐顺做了题为“剪切入流下水平轴双转子风机气动流场模拟”的报告,基于致动线模型及大涡模拟方法研究了水平轴双转子风机自身气动性能,尾流场特性以及对后排风机气动性能的影响。为简化问题,采用纯剪切入流风入流条件以及串列两风机布置,首排布置双转子风机或单转子风机,后排布置单转子风机。计算结果表明,双转子风机的尾流场在近尾流区存在较大的速度衰减,但其恢复速度更快。在纯剪切入流情况下,双转子风机主转子所受的气动力矩值低于单转子风机。对于较大的串列间距,双转子风机算例下的总功率输出相比于单转子情况更高,但后排风机所受的气动力矩有所增大。


        硕士生曹鸿杰做了题为“机器学习算法在翼型空化中的应用”的报告,介绍内容为:以NACA0015翼型为研究对象,基于机器学习算法,使用传统的人工神经网络和深度学习算法CONV-LSTM模型,用一段时间步的水翼空化形态图预测下一个时间步的空化形态,并将预测结果与CFD数值模拟结果进行对比。捕捉到翼型表面片空化和片空化脱落后的边界位置,预测出空化的发展形态。     


        硕士生潘宣景做了题为“用MPS-DEM法数值分析颗粒粒径和浓度对立管混输特性的影响”的报告,针对定长立管,分析不同颗粒粒径和浓度工况下颗粒和液体的运动状态。发现增大颗粒直径会降低管道中心区域的颗粒体积分数,管道中间颗粒速度基本不变,而壁面附近颗粒速度会有所增大,并和液体速度会更加接近。增大颗粒浓度会增大管道壁面区域的颗粒体积分数,减小管道中间的轴向液体流速和轴向固体流速,而这种影响在接近壁面区域时变得微不足道。另外,颗粒的存在会使管道截面上的液体流速分布出现较大的扭曲和变形,此时管道流动更倾向于湍流状态。最后,应用的周期性边界条件是适用于研究超长立管混输问题的。


        硕士生王明哲做了题为"基于拟合诱导因子方法的船用螺旋桨体积力模型研究"的报告。介绍了针对叶素动量理论体积力模型诱导因子计算方法的修改思路以及粘流求解器环境中叶元体诱导因子分布的获得方法。结果表明改进后的体积力模型对于设计工况下的螺旋桨性能模拟有较好的效果。


        10月22日下午,举行了第七届全国船舶与海洋工程CFD会议闭幕式,由全国船舶与海洋工程CFD会议执委会主席万德成教授主持。闭幕式上,万德成教授宣读了优秀会议论文名单。课题组博士生刘志强和硕士生曹鸿杰在导师万德成教授悉心指导下撰写的论文《CFD数值模拟和模型试验结合优化三体船片体位置》和《机器学习算法在翼型空化中的应用》从会议的众多论文中脱颖而出,荣获了“第七届全国船舶与海洋工程CFD会议优秀学生论文奖”,充分说明了评选委员会对CMHL研究中心在船型优化以及机器学习在CFD中应用的工作以及成果的一致认可。




       通过本次线上会议,CMHL研究中心成员向国内船海工程计算流体力学领域的专家学者及研究生们展示了CMHL研究中心的研究成果及精神风貌,同时大家也在参加会议的过程中领略到了很多前沿的发展方向,此次会议开阔了大家的视野,解决了很多疑问,对未来的科研工作起到了十分积极正向的作用。     
       全国船舶与海洋工程CFD会议的目的是为我国船舶与海洋工程领域科技工作者提供CFD开发和应用方面的学术交流平台,促进船舶与海洋工程CFD开发和应用研究。全国船舶与海洋工程CFD会议,2010年由上海交大发起,举办第一届会议。2012年由武汉理工承办第二届,2014年由大连理工承办第三届,2016年由江苏科大承办第四届,2018年由中船集团708所承办第五届,2020年由华南理工承办第六届,本次会议是第七届,由西工大承办。会议规模由小到大,由默默无闻到有一定的影响力。自2020年华南理工大学承办第六届会议后,船舶与海洋工程CFD会议由每两年一届变为每年一届。受疫情影响,原计划定于2021年11月13号在西安召开的第七届船舶与海洋工程CFD会议,改为2022年线上举行。十多年来,全国船舶与海洋工程CFD会议的规模与会议质量不断进步发展,现在已经成为行业内公认的具有重要影响力的交流平台。本次线上会议也取得了很好的效果,给更多船海领域的老师学子们一个便捷高效的交流平台。今后研讨会也会继续关注船海领域最新计算研究方法、标模计算、软件开发、工程应用和交叉融合等方面,同时会坚持问题导向、开放自由等特点开展研讨,让更多的专家学者、青年学者、研究人员共同参与其中,为广大科研人员提供发表最新研究成果和交换研究信息的机会,在交流借鉴和互相学习中,促进船海领域CFD技术的不断提升。下一届会议将在黑龙江省哈尔滨市进行,由哈尔滨工程大学承办,期待明年在美丽的冰城哈尔滨再相聚!
   

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