FINE™/Marine

NUMECA is now Cadence

船舶・海洋エンジニア向けの最先端CFDソフトウェア

船舶エンジニアは、仕事に最適なツールを必要としています。そのため、NUMECAは、自動化機能を内蔵した仮想曳航タンクとして機能するCFDソフトウェアを開発しました。 

FINE™/Marineは、船舶に特化した機能を統合した、強力でカスタマイズされたグラフィカルユーザーインターフェースを提供し、様々な種類の付属品を含むあらゆる種類の船舶、ボート、ヨットの周りの単相および多相流体の流れをシミュレーションします。

C-Wizardのおかげで、異なる速度、角度、海況、幾何学的変化に対応した計算マトリックスのセットアップが完全に自動化された方法で実行できるようになりました。


自由表面流れ

FINE™/Marineは、仮想的な曳航タンクとしても、仮想的な風洞としても使用することができます。FINE™/Marineは、自由表面を含む流れに完全に焦点を当てて開発されました。そのためには、水と空気の両方を考慮した効率的な自由表面モデリング、適切な乱流モデリング、効率的な解適合格子が必要です。

自由表面の時間発展と船体の相対運動に追従するために解適合格子が適用され、VOF(Volume of Fluid)アプローチが使用されます。 

また、定常、準定常、非定常と様々な時間モデルを用意しており、計算時間を最小化するために最も効率的な初期化アルゴリズムに常に焦点を当てています。


解適合格子とオーバーセット格子法

FINE™/Marineは、運動を持つ物体のためのさまざまなメッシュ戦略を備えています:重み付きメッシュ変形(船のトリムと沈み込み)、スライディンググリッド(プロペラの回転)、オーバーセットグリッド(複雑な運動、付属品)。

オーバーセットメッシングはパラメトリック研究に明確な利点があり、大きな運動には不可欠です。 

解適合格子は、計算中に自由表面を精密化し、1つのメッシュで異なる動作条件を計算することを可能にします。

オーバーセットメッシングとFINE™/Marineの解適合格子との独自の互換性により、メッシュの連続性が確保され、2つのオーバーラップメッシュ内での数値誤差が低減されます。

 


C-WizardによるCFDチェーンの自動設定

C-Wizardは、自動化されたプロセスにより、完全なCFDシミュレーションのセットアップのためのエンジニアリング時間を大幅に短縮します。 

C-Wizardは、インターフェイスのすべてのスクリプトツールを使用して、以下のような異なるアプリケーションを自動的にセットアップします。

  • 低・高フルード数での抵抗
  • 耐航性
  • (自己)推進
  • 船体のプレーニング
  • VPP
  • トリムの最適化

タンカー、コンテナ、高速船、セーリングや豪華ヨット、ハイドロフォイルやオープンウォータープロペラなど、あらゆる種類のボートがC-Wizardの対象となります。

数値パラメータの設定に時間を費やす必要はありません。 物理的な入力のみを指定することで、ユーザーは数値的な側面を含む必要なシミュレーションの完全な定義を受け取ることができます。


シームレスなワークフローを実現するRhinoプラグイン

FINE™/Marine用のRhinoプラグインのおかげで、CADモデルをRhinocerosのインターフェースから直接C-Wizardやメッシング環境に簡単にエクスポートすることができます。


抵抗

抵抗計算はFINE™/Marineの標準機能であり、C-Wizardで自動的に設定することができます。

NUMECAの収束ブースターと、圧力ソルバーのためのサブサイクル、準静的、マルチグリッドなどの様々な手法により、RANSソルバーは抵抗の計算を最大5倍まで高速化します。

FINE™/Marineは、精度に関するソフトウェアのデファクトスタンダードとして業界で認められています。

BMTを使用した顧客事例はこちらをご覧ください。   続きを読む


推進装置

 

プロペラのモデリングや、船体や付属品とプロペラの相互作用には、いくつかのオプションが用意されています。

オープンプロペラの設計のための専用C-wizardは、適切な境界条件でのメッシングとソルバーのセットアップを完全に自動的に設定します。

大規模な検証経験が、その重要性を示しています。

  • グローバルトレンドを迅速かつ正確に把握するためのアクチュエータディスク
  • 詳細推進解析のためのスライディンググリッドアプローチ
  • 乱流モデリング:標準的なk-ωモデルから高度なDESモデルまで
  • 換気とキャビテーションのモデリング

Damen GroupおよびMMG Propellersの講演によるウェビナーをご覧ください。   

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耐航性

規則波、不規則波、またはユーザー定義の波をモデル化します。 

特に高振幅の強い波の場合には、グリッド変形アルゴリズムがしばしば課題となります。FINE™/Marineは多くの構成でテストされており、以下のような必須モジュールが実装されています。

  • 波の初期化
  • 優れた波動減衰戦略
  • 解適合格子
  • オーバーセット機能

波は、境界から生成することも、内部波動発生器を使用して生成することもできます。アルゴリズムは、数値的に反射されるのではなく、波がドメインから退出する際に減衰するように開発されてきました。


操縦性

 

モデルおよびフルスケールでの複雑なモーションシミュレーションは、以下のような操縦アプリケーションのための専用のアプローチで容易に実現できます。

  • ジグザグ
  • 旋回
  • 保針
  • Pure sway
  • など...

 


操縦性シミュレーションの詳細はこちら   ウェビナーを見る


船舶の風の研究

FINE™/Marineの船舶周辺の風洞試験機能により、船舶エンジニアは風洞試験をCFDに置き換えることができます。

船舶設計のこの分野は、乗客の快適性に大きな関心が寄せられています。 

OMNIS™/HexpressAutoSealのおかげで、船の上部構造の形状に時間を費やす必要がありません。

 


Damen Groupの顧客事例はこちら     続きを読む

Damen造船所モデル FCS3307 風洞試験再現


VPP (Velocity Prediction Program) for sailing yachts and hydrofoils

C-Wizard の VPP (Velocity Prediction Program) マトリクスを使用すると、セーリングヨットやハイドロフォイルの性能を計算することができます。

NUMECAでは、長年の経験をもとに、ユーザーが使いやすい方法で効率的に実行のマトリックスを整理してきました。スクリプトを簡単に実装して計算を分散し、結果を収集することができるので、ユーザーは物理現象の理解に集中することができます。


ETNZのCFDスペシャリスト Nick Hutchins氏へのインタビュー  続きを読む

  


最適化

FINE™/Marineは、FINE™/Design3Dと組み合わせることで、非常に効率的な設計の最適化を可能にします。

Rhino内で使用できるGrasshopperツールにより、パラメトリック化が簡単に行えます。

船の最適化のために様々な目的を定義することができます。例えば、以下のようなものがあります。

  • 穏やかな海や波の中での船の抵抗の減少
  • 乗員の快適性を高めるために、ダイナミックトリム角の振幅を低減
  • プロペラ効率を向上させて必要動力を低減

さまざまな目的関数を、いくつかの速度や負荷条件に対して確認することができます。


興味深い例として、船体形状の設計を最適化することで、このフェリー会社は年間33万7,000ドルを節約し、燃料消費量を13%削減しました。

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"過去2年間、さまざまなコンセプト設計の開発に携わってきましたが、小型船体の最適化は極めて重要です。NUMECAのFINE™/Marineは、この仕事に最適なツールです。今では、変位や計画体制など、あらゆる要件に対して最も効率的な設計を自信を持って提供できるようになりました。"

GLO Marine社 Director of BD & Integration Liviu Galatanu氏


ケーブル力学用CATwayモジュール

FINE™/Marineで直接使用できる新しいアドバンスドケーブルモジュールが登場しました。このモジュールは、以下のような様々なアプリケーションに使用できます。

  • 他の船、魚、ブイ等を曳航する船
  • 地上又はドックに取り付けられた船舶の係留線
  • 運搬のためのクレーンウインチ
  • 洋上浮体式プラットフォーム

洋上浮体式プラットフォーム


 

"100件以上のケーススタディでは、98件のケースでFINE™/Marineと実験結果は2%以内の差に納まりました。他の2つのケースでは、実験データが間違っていました。"

Van Oossanen社 Niels Moerke氏

 

"アメリカズカップの準備には最高のツールが必要でした。FINE™/Marineは、私たちが求めていたことをすべて正確かつ迅速にこなしてくれました。"

Emirates Team New Zealand 設計・CFDエンジニア Nick Hutchins氏

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ケーススタディ


主な機能

格子生成ソフト (OMNIS™/Hexpress)

  • ノンコンフォーマルな完全六面体格子
  • 境界層部分の高品質セルのためのバッファーセルと境界層の挿入
  • 厚み0の格子生成(帆、トリムタブなど)
  • 形状を交換する機能
  • 高度に自動化され、格子作成の工数が大幅に削減
  • 完全スクリプト化が可能

流体解析ソルバーFINE™/Marine

  • 自由表面を高精度に解像
  • 船体運動を6自由度で解析可能
  • 船体や水中翼船に対して準定常解析
  • サブサイクリング手法による解析高速化
  • 解適合格子
  • スライディングメッシュ
  • 重合格子
  • キャビテーションモデル
  • 停泊およびタギングのロープの考慮
  • ユーザー定義のカスタマイズ

GUI (FINE™ GUI)

  • 船舶に特化した環境
  • 完全スクリプト化が可能
  • 格子生成および計算設定のウィザード

 

ポスト処理ソフト (CFView™)

  • 海洋専用アドオン(自由水面標高、断面別の力、プロペラ航跡流解析、浸水面積、曳航タンクラインの表現など)
  • ライン、チューブ、リボン表現による3D流線
  • 実験と比較するための1Dデータ
  • スカラーやベクトル場のような2次元・3次元データ
  • XYプロット
  • 切断面
  • 完全にスクリプト化可能

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