SHIDS ( SHIP HYDRODYNAMICS INTEGRATED DESIGN SYSTEM是中國船舶科學(xué)研究中心開發(fā)的船舶水動力性能集成設(shè)計系統(tǒng)。以大方形系數(shù)低速船(以大型、超大型油 輪為主)和中等方形系數(shù)中高速船(以大中型集裝箱船為主)為研究對象，以船型和性能數(shù)據(jù)庫為依托，對航行性能進(jìn)行預(yù)報、評估和優(yōu)化計算，由快速性、耐波性和操縱性綜合觀點確定滿足用戶要求的最合適的船型尺度和形狀細(xì)節(jié)，從而能快速地設(shè)計出綜合性能優(yōu)良的船型。
如何將SHIDS系統(tǒng)集成于ANSYS Workbench半臺中，充分利用Workbench平臺易用、數(shù)據(jù)交換方便、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點，使SHIDS系統(tǒng)更加實用是設(shè)計實現(xiàn)的關(guān)鍵問題。
1. SHIDS系統(tǒng)框架及模塊
整個系統(tǒng)包含概念設(shè)計模塊，船型生成、靜水小阻力預(yù)報、白航因了子預(yù)報、操縱性預(yù)報、耐波性預(yù)報6個計算模塊，線性預(yù)覽、結(jié)果圖形查石、文檔查看、報表生成、項目管理等輔助功能模塊及- .個 CFD計t算接口。
2. ANSYS Workbench框架及二次開發(fā)方法
Workbench框架提供了一“個 集成環(huán)境，允許用戶同時運行多個應(yīng)用程序，并且能實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)和參數(shù)在各應(yīng)用程序間的共享。Workbench框架本身并不包含任何工程應(yīng)用程序。
框架支持用戶化開發(fā)，用戶可以將白己或第三方的獨立的應(yīng)用程序整合到Workbench中，且與Workbench的版本無關(guān)。
解決方案
Workbench用戶開發(fā)工具允許用戶針對某一產(chǎn)品或流程要求而建立起一套獨特的工作流程或控制。SDK是Workbench架構(gòu)下集成其它外部程序的主要接1，腳本和XML提供了
在Workbench環(huán)境卜創(chuàng)建流程控制( Workbench仿真向?qū)?的主要工具。
主界面：
Workbench界面中的菜單、工具欄都是以XML的形式組織的。窗11設(shè)計的方法是首先將
視圖按照需要分割成不同的部分，然后在分割的視圖區(qū)域中加載不同的內(nèi)容，比如3D圖形控件、樹形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)頁、文本文件等。
線型生成及預(yù)覽：
線型生成模塊提供了幾種系列船型的生成算法，模塊的輸出結(jié)果為SHIDS定義的船體型值表。將船體型值表，按照group_id node_id x y的格式重新組織成ANSYS Workbench的DM模塊所能接受的CoordinateFile,利用DM的3DCurve造型功能就可將船體線型圖繪出。
水動力性能預(yù)報：
系統(tǒng)中水動力性能的預(yù)報依賴于-一組C++編寫的動態(tài)鏈接庫。用戶輸入計算程序所需的參數(shù)后，首先將參數(shù)保存到臨時文件中，然后通過相應(yīng)的計算程序計算并返回結(jié)果，最終對結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示。圖2為水動力性能計算程序的調(diào)用過程。圖3為耐波性預(yù)報的結(jié)果示意圖(包括垂蕩、縱搖、橫搖、阻力增加)
CFD計算接1：
系統(tǒng)采用Gambit作為船體CFD分析的前處理器，利用Gambit腳本文件實現(xiàn)i計算域網(wǎng)格劃分、邊界設(shè)置等的自動化。利用Fluent進(jìn)行CFD計算。圖4為Gambit計算域網(wǎng)格自動劃分后的網(wǎng)格示意圖。圖5為Fluent計t算后的幾種CFD結(jié)果。
用戶價值：
將SHIDS系統(tǒng)集成于ANSYS Workbench 平臺中，充分利用了Workbench平臺易用、數(shù)據(jù)交換方便、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點，使SHIDS系統(tǒng)更加實用。性能計算模塊采用的計算方法大多是近期- -流的成熟成果，特別是大方形系數(shù)低速船和中等方形系數(shù)中高速船的性能計算基于兩大船模系列試驗數(shù)據(jù)，結(jié)果可靠實用、先進(jìn)性強(qiáng)。CFD計算接口可以對生成船型快速進(jìn)行CFD分析。系統(tǒng)的實現(xiàn)為Workbench平臺提供了船舶初步設(shè)計的解決方案。
客戶評價：
ANSYS Workbench Environment (AWE )是ANSYS公司開發(fā)的新一代前后處理環(huán)境，并且定為于一個CAE協(xié)同平臺，該環(huán)境提供了與CAD軟件及設(shè)計流程高度的集成性，并且新版本增加了ANSYS很多軟件模塊并實現(xiàn)了很多常用功能，使產(chǎn)品開發(fā)中能快速應(yīng)用CAE技術(shù)進(jìn)行分析，從而減少產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品附加價值。
將SHIDS集成與ANSYS Workbench 環(huán)境中，一方面叮以為ANSYS Workbench 提供船舶初步設(shè)計的解決方案;另一方面也增強(qiáng)了SHIDS系統(tǒng)的實用性，并且在Workbench的框架中，SHIDS與ANSYS很多軟件模塊之問很容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞及共享。
