SHIDS ( SHIP HYDRODYNAMICS INTEGRATED DESIGN SYSTEM是中國(guó)船舶科學(xué)研究中心開發(fā)的船舶水動(dòng)力性能集成設(shè)計(jì)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(duì)象，以船型和性能數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，對(duì)航行性能進(jìn)行預(yù)報(bào)、評(píng)估和優(yōu)化計(jì)算，由快速性、耐波性和操縱性綜合觀點(diǎn)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(jì)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(tái)中，充分利用Workbench平臺(tái)易用、數(shù)據(jù)交換方便、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，使SHIDS系統(tǒng)更加實(shí)用是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題。

1. SHIDS系統(tǒng)框架及模塊

整個(gè)系統(tǒng)包含概念設(shè)計(jì)模塊，船型生成、靜水小阻力預(yù)報(bào)、白航因了子預(yù)報(bào)、操縱性預(yù)報(bào)、耐波性預(yù)報(bào)6個(gè)計(jì)算模塊，線性預(yù)覽、結(jié)果圖形查石、文檔查看、報(bào)表生成、項(xiàng)目管理等輔助功能模塊及- .個(gè) CFD計(jì)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(gè) 集成環(huán)境，允許用戶同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序，并且能實(shí)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(dú)立的應(yīng)用程序整合到Workbench中，且與Workbench的版本無(wú)關(guān)。

解決方案

Workbench用戶開發(fā)工具允許用戶針對(duì)某一產(chǎn)品或流程要求而建立起一套獨(dú)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(jì)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(yè)、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(dòng)力性能預(yù)報(bào)：

 系統(tǒng)中水動(dòng)力性能的預(yù)報(bào)依賴于-一組C++編寫的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。用戶輸入計(jì)算程序所需的參數(shù)后，首先將參數(shù)保存到臨時(shí)文件中，然后通過相應(yīng)的計(jì)算程序計(jì)算并返回結(jié)果，最終對(duì)結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示。圖2為水動(dòng)力性能計(jì)算程序的調(diào)用過程。圖3為耐波性預(yù)報(bào)的結(jié)果示意圖(包括垂蕩、縱搖、橫搖、阻力增加)

CFD計(jì)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(shí)現(xiàn)i計(jì)算域網(wǎng)格劃分、邊界設(shè)置等的自動(dòng)化。利用Fluent進(jìn)行CFD計(jì)算。圖4為Gambit計(jì)算域網(wǎng)格自動(dòng)劃分后的網(wǎng)格示意圖。圖5為Fluent計(jì)t算后的幾種CFD結(jié)果。

用戶價(jià)值：

將SHIDS系統(tǒng)集成于ANSYS Workbench 平臺(tái)中，充分利用了Workbench平臺(tái)易用、數(shù)據(jù)交換方便、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，使SHIDS系統(tǒng)更加實(shí)用。性能計(jì)算模塊采用的計(jì)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(jì)算基于兩大船模系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果可靠實(shí)用、先進(jìn)性強(qiáng)。CFD計(jì)算接口可以對(duì)生成船型快速進(jìn)行CFD分析。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為Workbench平臺(tái)提供了船舶初步設(shè)計(jì)的解決方案。

客戶評(píng)價(jià)：

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(gè)CAE協(xié)同平臺(tái)，該環(huán)境提供了與CAD軟件及設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)周期、提高產(chǎn)品附加價(jià)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(jì)的解決方案;另一方面也增強(qiáng)了SHIDS系統(tǒng)的實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞及共享。