新西蘭凱庫拉半島的 Whale Watch 公司提供可持續(xù)生態(tài)旅游服務,組織游客在當?shù)刈匀粭⒌靥剿骱陀^察鯨魚、海豚、海豹和其他哺乳動物。該旅游公司使用專門設計和建造的船只,與哺乳動物及海洋環(huán)境和諧相處,為生態(tài)保護做出了積極貢獻。
在運營初期,Whale Watch 公司使用的是剛性船體充氣船;但在 1999 年,當?shù)氐拇霸O計公司 Teknicraft 設計了第一艘雙體船,既可滿足乘坐舒適性,又符合低油耗要求,同時與適合觀鯨旅游的上層結構相結合。由于鯨魚通常在離岸 5 海里到 30 海里的范圍內(nèi)出沒,因此需要一艘高速船,以便在最短的時間內(nèi)到達觀鯨地點,留出最長的時間供游客觀察鯨魚。
凱庫拉半島面朝太平洋,沒有任何天然屏障;在過去,這個小型的、半保護性的天然港口在白天只提供有限的空間供船只停泊。這意味著觀光船的體積必須相對較小,這對需要在公海航道上航行的船只提出了挑戰(zhàn)。
為了解決這一挑戰(zhàn),Teknicraft 設計了一個 17 米長的雙體船船體,有水翼支撐,可提供升力以減少壓力和摩擦阻力,同時提供運動阻尼以提高適航性和乘坐舒適性。
第一艘雙體船大獲成功后,在隨后的幾年里,他們又建造了五艘姊妹船。隨著 Whale Watch 的業(yè)務規(guī)模迅速擴大,他們試圖建造更大的船只,但天然港口的深度和大小仍然是一個限制。
然而,在 2016 年 11 月,該地區(qū)發(fā)生了一場大地震,導致大部分包括凱庫拉港在內(nèi)的海岸線上升了約 1 米。港口內(nèi)的水位一夜之間大幅下降,使得船只無法航行。在政府的支持下,凱庫拉港進行了大規(guī)模的重建,港口變得更大、更深,大型船只也可以停泊。港口變深為 Whale Watch 提供了新的機會,Teknicraft 再次接受委托,設計了一艘更大的 24 米長的船,可以在 30 至 35 節(jié)的速度下行業(yè),并可搭載 120 名乘客。
在此次震后進行的設計中,Teknicraft 決定使用 Quad Hamilton HJ364 噴水裝置,因為與其他推進形式相比,該裝置在運行時對海洋哺乳動物來說更為安靜。螺旋槳也位于內(nèi)部,所以完全消除了螺旋槳撞擊海洋哺乳動物的風險。
他們保留了水翼支撐系統(tǒng),但新的水翼在攻角方面是可以調(diào)整的。這種控制直接降低了凈油耗,因為可以將水翼設置到最有效的位置,以適應不同的乘客和燃料負荷,以及不同的運行速度和海況。
與此同時,Teknicraft 使用 Omnis Marine CFD軟件來優(yōu)化船體和水翼系統(tǒng)。新設計的營運航速對應 1.2 的高弗勞德數(shù),因此他們進行了初步的校準研究,讓 17 米設計的海試數(shù)據(jù)與新船仿真中使用的參數(shù)保持一致。他們對曲線、表面和箱體進行了細化,確保達到所需的分辨率,以捕捉水翼、頷線和艉板尾流區(qū)域潛在的復雜湍流,并且在域中使用了比正常網(wǎng)格更高的擴散。
仿真數(shù)據(jù)與 17 米海試數(shù)據(jù)在1% 范圍內(nèi)實現(xiàn)了成功校準,這給 Teknicraft 帶來了很大的信心,也加深了對設計的理解,可以放心對新雙體船設計進行優(yōu)化研究。
Whale Watch 的新 24 米雙體船于 2020 年 10 月推出,預示著這家創(chuàng)新的海洋旅游運營商邁向了可持續(xù)生態(tài)旅游的新紀元。Omnis Marine 在設計的演變中發(fā)揮了重要作用,這艘更大、配置性更好、更舒適的船大幅度提升了整體游客體驗。
Omnis Marine 具有獨特的功能,如帶有自適應網(wǎng)格細化技術的單網(wǎng)格方法和使用真實的公開水域推進數(shù)據(jù),對于基于矩陣阻力的應用而言,該軟件提供了一套終極 CFD 工具。
Omnis 軟件技術與工作流程現(xiàn)已集成在Cadence Fidelity CFD 軟件平臺中,助力 CFD 工程師通過簡化的工作流程更好地仿真多物理場的系統(tǒng)性能。
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