第二十九章 數(shù)字化設(shè)計(jì)建造導(dǎo)彈艇
朱勁東道：“主任，我倒是覺得采用數(shù)學(xué)船型法更好一些，咱們的二百噸級穿浪雙體船型，畢竟是民用船型，所以在很多設(shè)計(jì)上，都與軍船不同，因此我想采用數(shù)學(xué)船型法，結(jié)合CFD計(jì)算流體力學(xué)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時這對將來進(jìn)行數(shù)字化建造來說，也是最好的！”
鐘小偉驚訝地道：數(shù)學(xué)船型法加CFD計(jì)算流體力學(xué)？這，這可能嗎？”
的確，現(xiàn)在計(jì)算流體力學(xué)在艦船設(shè)計(jì)中基本上還沒有應(yīng)用，并且在朱勁東記憶中，再過十年都還沒有很成功的應(yīng)用到艦船設(shè)計(jì)中，直到十多年后才慢慢成熟起來。
不過朱勁東可是這方面的專家了，所以他正是想以此為突破點(diǎn)，快速提高中國船舶設(shè)計(jì)的水平，再加上數(shù)字化造船的推進(jìn)，那么中國造船工業(yè)就能更快的縮短與世界先進(jìn)水平的差距，用更短的時間實(shí)現(xiàn)造船強(qiáng)國的目標(biāo)。
這是一個突破口，朱勁東知道自己必須要把握。
黃天天也不敢相信自己聽到的，這太超前了。
朱勁東卻十分凝重地道：“當(dāng)然，這沒有什么不可能的，這是推動咱們中國船舶設(shè)計(jì)水平縮短與世界先進(jìn)水平差距，縮短咱們的造船工業(yè)與造船強(qiáng)國差距的最好的一條路了。數(shù)學(xué)船型法，用數(shù)學(xué)公式對船舶的型線進(jìn)行表述，根據(jù)船體外形曲面幾何形狀參數(shù)和按照某種規(guī)律變化的平面曲線構(gòu)成船體曲面，還吃水函數(shù)法和縱向函數(shù)法。”
鐘小偉點(diǎn)了點(diǎn)頭道：“對，還有一種方法是將船體曲面分成若干塊曲面，按照連續(xù)條件將其拼接起來，構(gòu)成船體曲面?！?p> 朱勁東笑道：“是啊，可以看到這種方法有非常明顯的優(yōu)越性，在進(jìn)行型線設(shè)計(jì)時，我們可以根據(jù)主尺度要求，一步一步進(jìn)行自行繪制型線，在成功的表達(dá)了船體型線后，就可以直接進(jìn)行修改得到更滿意船體型線。而在引進(jìn)CFD方法后，可以用計(jì)算模擬的方法，得到最優(yōu)化的型線，這樣就大大的減少了錯誤和船模試驗(yàn)?！?p> 黃天天好奇地道：“可是，具體應(yīng)該怎么做呢？”
朱勁東呵呵笑道：“其實(shí)并沒有想象中的那么復(fù)雜，我們可以分析穿浪雙體船的型線特點(diǎn)，取設(shè)計(jì)水線以下部分給出具體設(shè)計(jì)參數(shù)，利用非均勻B樣條統(tǒng)一表達(dá)橫剖面面積曲線，半寬折角線，半寬水線，改變首尾端切向矢量以修改曲線的形狀，設(shè)計(jì)靈活度是非常大的。”
頓了頓，朱勁東又道：“在建立穿浪雙體船的數(shù)學(xué)模型后，首先設(shè)計(jì)沿船長方向的首尾輪廓線，龍骨線和折角線等特征線，接著設(shè)計(jì)橫剖面曲線，半寬折角線，調(diào)整排水量，浮心縱向坐標(biāo)到設(shè)計(jì)值后，插值生成一系列橫剖線…”
這下子，朱勁東可算是把鐘小偉和黃天天都震驚到了，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)，朱勁東的艦船設(shè)計(jì)理論水平，實(shí)在是太高了！
實(shí)際操作水平嘛，他們現(xiàn)在還沒有見到，盡管這樣，他們都發(fā)現(xiàn)自己，在理論水平方面，比朱勁東差了很多！
鐘小偉道：“不過現(xiàn)在CFD技術(shù)，在世界范圍內(nèi)，也只是取得一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)展，距離實(shí)用化還有很遠(yuǎn)，咱們怎么能夠做到呢？”
朱勁東笑道：“主任，咱們就是要做別人都沒有做到的事情啊！不然咱們還談什么造船強(qiáng)國，報效國家呢！雖然說試驗(yàn)流體力學(xué)發(fā)展了一百多年，計(jì)算流體力學(xué)只有十幾年，艦船計(jì)算流體力學(xué)由于更加復(fù)雜，從一九九零年提出艦船CFD到現(xiàn)在也不到十年時間，確實(shí)取得的進(jìn)展非常緩慢?！?p> 說到這里，朱勁東語氣一變，帶著一股強(qiáng)大的自信與激情道：“但是我們就是要從這里開始突破，這是我們實(shí)現(xiàn)跨越式超越世界先進(jìn)水平的一個契機(jī)，流體力學(xué)研究物體的繞流和內(nèi)部流動，流動現(xiàn)象由一些基本方程所控制，對不可壓縮流體運(yùn)動的基本方程，由連續(xù)方程，動量方程組成。依托計(jì)算技術(shù)和計(jì)算方法，使數(shù)值求解流動問題成為現(xiàn)實(shí)，而我們傳統(tǒng)的水池船模試驗(yàn)，追求優(yōu)秀線型，即優(yōu)化的水動力性能，以測量作為手段！”
“所以CFD技術(shù)與試驗(yàn)互補(bǔ)，與試驗(yàn)結(jié)合，成為咱們艦船設(shè)計(jì)師獲取總體水動力性能的途徑，它可以改變整個艦船總體性能設(shè)計(jì)模式和流程。CFD技術(shù)信息量大，成本低，快速響應(yīng)，快速實(shí)現(xiàn)多方案優(yōu)選，采用全尺度幾何模型，避免了水池試驗(yàn)?zāi)M時模型縮尺比帶來的尺度效應(yīng)問題。CFD技術(shù)非常適用于開發(fā)新新船型和特殊船型，在新概念船型開發(fā)上有明顯優(yōu)勢！”朱勁東激動地道。
鐘小偉震驚得無以復(fù)加：“這，看來咱們真的有希望了，只是要真正的實(shí)現(xiàn)CFD技術(shù)的應(yīng)用，恐怕還需要做很多的工作啊！艦船水動力性能，分為快速性能，操縱性能和耐波性能三類，要準(zhǔn)確的模擬計(jì)算，這個難度太高了！”
朱勁東點(diǎn)了點(diǎn)頭道：“正是因?yàn)殡y度很高，所以就連艦船設(shè)計(jì)水平最高的歐洲也沒有真正的突破，沒有實(shí)現(xiàn)CFD的應(yīng)用，咱們中國就要從這里作為突破點(diǎn)，搶占制高點(diǎn)。CFD技術(shù)還要要綜合考慮風(fēng)，浪，流的影響，但是我們一旦成功了，那就站在了世界艦船設(shè)計(jì)的最高峰！”
黃天天激動地道：“是啊，這是設(shè)計(jì)方面的高峰，而造船的高峰就是數(shù)字化造船，朱，你流弊了！”
朱勁東笑道：“在設(shè)計(jì)和建造這兩個領(lǐng)域，都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，才是真正的數(shù)字化造船，所以我們在二二型導(dǎo)彈艇上面，可以進(jìn)行嘗試，世界上的先進(jìn)造船國家，都有了各自的船舶設(shè)計(jì)與建造集成系統(tǒng)，它們都不同程度的采用了數(shù)學(xué)方法定義船體曲線，使船舶設(shè)計(jì)與建造實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，把表征船體曲面幾何形狀的型值存儲在數(shù)據(jù)庫中，建造時就可以直接從數(shù)據(jù)庫調(diào)用，與數(shù)控造船設(shè)備結(jié)合，形成強(qiáng)大的造船能力！”
現(xiàn)在鐘小偉這個主任，都感覺自己需要向朱勁東學(xué)習(xí)了！
最重要的還是，如果海狼艦船設(shè)計(jì)研究所能夠在CFD和數(shù)字化造船技術(shù)領(lǐng)域獲得成功，那么它將成為世界上最頂尖的艦船設(shè)計(jì)研究所！