船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计
船舶结构优化设计的数值模拟
船舶结构优化设计的数值模拟在船舶工程领域，船舶结构的优化设计至关重要。
它不仅关系到船舶的安全性、可靠性，还直接影响到船舶的性能、经济性以及运营成本。
随着计算机技术的飞速发展，数值模拟已经成为船舶结构优化设计中不可或缺的工具。
数值模拟是一种基于数学模型和计算方法，对物理现象和过程进行仿真的技术。
在船舶结构优化设计中，数值模拟可以帮助工程师在设计阶段就对船舶结构的力学性能、流体性能等进行预测和分析，从而避免了传统设计方法中需要反复制造样机、进行试验所带来的时间和成本的浪费。
船舶结构优化设计的目标通常是在满足各种约束条件的前提下，如强度、刚度、稳定性、振动特性等，使船舶结构的重量最轻、成本最低或者性能最优。
为了实现这些目标，需要对船舶结构的几何形状、材料分布、连接方式等进行优化。
在数值模拟中，首先需要建立船舶结构的数学模型。
这包括对船舶结构进行离散化，将其划分成有限个单元，并确定每个单元的力学特性和边界条件。
常见的有限元方法就是一种广泛应用于船舶结构数值模拟的技术。
通过将船舶结构离散成大量的小单元，可以较为准确地模拟其复杂的力学行为。
对于船舶的强度分析，数值模拟可以计算出在各种载荷工况下，船舶结构内部的应力分布和变形情况。
例如，在静水压力、波浪载荷、货物载荷等作用下，通过模拟可以确定结构中的薄弱部位，从而为结构的加强和改进提供依据。
在船舶的流体性能分析方面，数值模拟可以模拟船舶在水中的流动情况，计算出阻力、升力、流场分布等参数。
这对于优化船舶的外形，提高航行性能具有重要意义。
例如，通过模拟不同船型的流场，可以找到阻力最小的船型设计方案。
除了强度和流体性能，船舶结构的振动特性也是优化设计的重要方面。
数值模拟可以分析船舶结构的固有频率和振型，避免在实际运行中发生共振现象，保证船舶的舒适性和设备的正常工作。
然而，船舶结构优化设计的数值模拟并非一帆风顺。
在实际应用中，存在着诸多挑战和困难。
首先是计算精度和计算效率的平衡问题。
船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究
船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究船舶设计中的CFD模拟与性能优化研究在现代船舶工程领域中扮演着重要的角色。
基于计算流体力学（CFD）模拟，船舶设计者能够通过分析和优化船体、船舱、推进设备和其他与船舶流体力学相关的部件来提高船舶性能和效率。
本文将重点探讨CFD模拟在船舶设计中的应用，并介绍优化策略以提高船舶性能。
CFD模拟是通过使用数值方法来模拟流体流动和传热现象的技术。
在船舶设计中，通过CFD模拟可以准确地预测船舶在不同流动条件下的流体力学特性和性能表现。
CFD模拟可以帮助船舶设计师了解船体在不同速度下的阻力和流线型，以及推进装置产生的推力和推进效率。
此外，CFD模拟还可以用于研究和优化涉及船体结构和推进设备的细节设计。
船舶推进效率的优化是船舶设计中的一个重要方面。
通过CFD模拟，可以精确计算船舶在运行过程中的阻力和推力，从而确定最佳的推进装置和推进功率。
同时，通过调整船体的外形设计和船体附加装置，如船底舵和螺旋桨喷水装置等，可以改善船舶的流体动力学性能和降低能耗。
船舶的阻力形成船舶在水中运动时所需的推动力。
通过CFD模拟，船舶设计师可以研究如何减小船体的阻力，从而提高船舶的速度和能效。
例如，通过调整船体的几何形状，减少船体表面的阻力和摩擦力，船舶的阻力可以得到降低。
此外，通过在船底舵和螺旋桨等部件上安装类似凸起物的附加装置，可以改善流体的分离和流线型，减少湍流，提高船舶的流线型和流体动力学性能。
船舶涡流对航行性能和船体稳定性具有重要影响。
通过CFD模拟，可以分析船舶周围的流场，了解涡流的产生和演化过程，从而优化船舶的设计。
例如，在设计船体的下水口和船体船底时，可以通过CFD模拟，确定合适的尺寸和形状，以避免过多的涡流产生，降低水阻和航行噪音。
此外，通过调整船舶的航行速度和角度，可以改变湍流产生的位置和强度，进而优化船舶的流体动力学性能和航行稳定性。
除了船体设计的优化，CFD模拟还可以用于优化船舶推进装置的设计。
船舶舱室置换通风系统的数值模拟和优化
郭 磊（1991-），男，硕士，助理工程师。研究方向 ：船舶空调冷藏。 华呈新（1976-），女，本科，高级工程师。研究方向 ：船舶空调冷藏。
1
言
安全、舒适和健康的船舶舱室空气环境是现代 船舶设计和建造中的一个重要方面，船舶舱室往往 具有层高较低、空间封闭和人员密集等特点，而军 用舰船、公务船和豪华客船等还对空气环境有许多特 殊要求，其空调通风系统的设计面临着更大的挑战。
Numerical Simulation and Optimization of Displacement Ventilation System for Ship Cabin
CHEN Hao GUO Lei HUA Cheng-xin
(Jiangnan Shipyard (Group) Co., Ltd., Shanghai 201913, China)
Abstract: There are great challenges to the air environment design of some ship cabins with large space, high occupant density and complex structure. The traditional ventilation method cannot meet the requirement. The application of the displacement ventilation system for a ship cabin is then researched by adopting the computational fluid dynamics(CFD) method. The physical modeling and numerical calculation modeling are established for the simulation analysis and optimization of the air distribution and thermal comfort in the early design stage. The original scheme and the optimization scheme of the displacement ventilation system for a ship academic hall are compared and analyzed. The results indicate that the displacement ventilation system is characterized of the stratified flows and the vertical temperature gradient. Compared with the original scheme, the optimization scheme optimizes the cabin temperature, wind speed and thermal comfort index, effectively reduces the blowing sense, ensures the air quality around the human body, and its thermal comfort index also meets the standard requirements. The conclusions will provide reference in the application research of the displacement ventilation systems for ships. Keywords: ship cabin; displacement ventilation; computation fluid dynamics(CFD); air distribution; thermal comfort
船舶舱室通风系统的设计及优化
第20卷 第8期 中 国 水 运 Vol.20 No.8 2020年 8月 China Water Transport August 2020收稿日期：2020-03-28作者简介：宋 宏（1982-），女，沪东中华造船集团有限公司工程师。
船舶舱室通风系统的设计及优化宋 宏（沪东中华造船（集团）有限公司 轮机室，上海 200129）摘 要：本文通过对船舶一些船舶典型房间的通风原理设计介绍及通风生产设计中主要的设计观点进行阐述，对船舶舱室进行通风设计与优化。
关键词：船舶；舱室；通风设计；优化中图分类号：TV135 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）08-0001-02随着现代社会的不断发展进步，人们生活条件越来越好，航海业的船员的生活质量提高也势在必行。
船舶通风的优化改良是改善船员生活条件的重要内容之一。
另外，对于船舶上的各种仪表、设备来说，也需要有效的通风保证其可靠的运转、高效的运行。
一、船舶通风系统设置的原因船舶中有装着有各种电器设备和精密仪表，这些设备和仪表是否能够有效并且可靠的工作与其周围的空气质量有关。
二、原理设计观点 1．全局和综合设计观点在设计时，应从整体出发，兼顾全局的问题，切忌片面性与局部性。
从最大优的设计观点出发，既要考虑最佳的使用效果，也要考虑经济适用性，从中找到最佳的平衡点，进行最优质的设计。
（1）卫生间通风卫生间的通风会采用机械抽风。
抽风口一般都会布置在天花板上方或者布置在靠近天花板的壁板上，房间的进风一般是从邻近房间或者是过道，通过其门下方的风栅或者是舱壁上开口进入房间，当然有时也会通过空调风管送进一部分空气。
卫生间的排风要直接通到外面，与外面的大气相通，不可以循环使用。
按照国际劳工组织的规定，卫生间的通风需要与其它房间的通风系统分开。
风机不要安装在浴室和卫生间里，如果条件允许的话卫生间的排风系统最好能够安装活性炭过滤器。
（2）医院或者病房通风医院或者病房应装有机械送风管路和机械抽风管路。
船舶通风系统的设计及优化分析
船舶通风系统的设计及优化分析发表时间：2020-07-03T08:54:40.877Z 来源：《基层建设》2020年第7期作者：李元[导读] 摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
舟山中远海运重工技术中心浙江舟山 316131摘要：随着航海事业的不断发展，使得船舶的舒适程度显著提高。
船舶通风系统能够船舶设计的重要环节，能够将舱内污浊空气及时置换出去。
好的通风设计能够有效保障舒适的环境。
本文主要在船舶通风设计以及优化设计的相关问题做了一些探索，从而更好促进我国航海事业的发展。
关键词：船舶通风系统；设计；优化；航海1.背景：我国对于传统通风系统的要求越来越高，如何保障传统通风系统的舒适性成为传统通风系统发展需要考虑的重要问题。
保暖与采风条件能够有效改善船员的居住环境，能够显著提高人们的居住质量。
另外因为在采暖通风工程的项目设计过程中不仅需要考虑到工程设计和施工的可行性，还需要考虑到施工的经济型和以及用户的满意度、系统的安全性、环保型以及经济性等指标。
这样就给设计和施工带来了很多难题，因此本文在此基础上就船舶通风系统的暖通空调系统设计过程中存在的问题做了一定探索，同时对于如何更好地开展施工也提出了几点建议，从而更好促进我国船舶行业的发展。
1.通风形式的比较通风系统能够将场内污浊的空气置换到舱外，然后将舱外的新鲜空气引入到舱内当中。
但是在置换过程中要使得总风量满足一定的条件，也就是满足舱内热负荷能够及时排除。
第二在通风系统设计过程中要满足换气的要求。
机舱内的空气要容易排出，可以采用正压设计方案。
在没有进气的时候，还要防止其他舱室的高温高湿的气体进入到舱内，这时候可以采取负压的设计方案，即排气量略大于进气量的设计。
全新风系统设计方案可以使得大量的新鲜的空气能够更好进入到舱内，在保障舱内设备发热的热量能够及时排放出去。
但由于风量在交换的时候体积较大，在设计过程中需要进行单独设计，独立的进排气围井通道，占用较多的总体资源。
2700TEU集装箱船机舱通风系统的布置及优化
2700TEU集装箱船机舱通风系统的布置及优化作者：蔡凯华刘倩杨飞飞来源：《广东造船》2024年第02期摘要：集装箱船给世界货物运输和贸易带来了极大的方便，是当今主流货船形式之一。
本文以某2700TEU集装箱船为例，对机舱通风系统布置进行优化设计。
利用风管的拆分优化发电机区域通风，利用结构风道优化分油机区域通风和机舱前壁区域通风，改善通风效果，保证机舱布置空间，为相关机舱通风系统的优化设计提供新的思路。
关键词：集装箱船；机舱通风系统；布置优化中图分类号：U662.1 文献标识码：ALayout and Optimization of Ventilation System in Engineroomfor 2700 TEU Container ShipCAI Kaihua， LIU Qian， YANG Feifei（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Company Limited， Guangzhou 510715 ）Abstract：Container ships have brought great convenience for the world’s cargo transportation and trade， and are one of the mainstream cargo ships today. This paper takes one 2700TEU container ship as an example to optimize the layout design of its engine room ventilation system. The ventilation in the generators area is optimized through the use of duct separation and the ventilation in the oil separator area & engineroom front bulkhead area is optimized by use of structural duct， so as to improve the ventilation efficiency and ensure the space for layout of the engineroom， and provides new ideas for the design and optimization of the associated engine room ventilation system.Key words： container ship; engine room ventilation system; layout optimization1 前言某2 700 TEU集装箱船是一艘国际远洋集装箱船，船上不设甲板吊机，主要用于干货集装箱、冷藏集装箱、危险货物集装箱的运输。
船舶货舱通风系统气流组织的数值模拟研究
船舶货舱通风系统气流组织的数值模拟研究摘要：基于装载风冷式冷藏集装箱货舱内动态负荷的研究，对货舱空间简化后建立了物理和数学模型，模型中充分考虑了船舶动态航行过程中太阳辐射等因素的影响，采用SIMPLE算法对代数方程的分离式进行求解。
通过分析送风和抽风两种方式下货舱内气流组织的温度场、速度场分布情况，提出了优化通风量及通风形式的建议。
关键词：船舶、舰船工程；货舱；风冷式冷藏集装箱；气流组织；通风设计鉴于当今航运业的发展，能否控制好造船和运营的成本，已经成为船舶行业竞争的关键，而船舱内装载风冷式冷藏集装箱通风技术的发展成为重中之重。
随着装载货物类型的不同，装载冷藏集装箱的船舱自身内热源负荷有变化；且随着航区、外界气温、货舱温度、船舶航速及太阳辐射强度等外界的变化，货舱内的总负荷也呈动态变化。
现有的船舱通风散热系统都是按外界最恶劣环境，风机24h连续运行的工况进行通风设计。
到外界环境温度降低时，特别是在晚上，浪费能源。
为此采用CFD技术，用合适的数值方法求解控制方程，根据已知的外界条件和所要达到的要求，对装载风冷式冷藏集装箱的船舶货舱内气流组织进行数值模拟，研究送风参数对货舱内空气流场的影响。
可节约大量时间、人力和物力，同时为改进和优化货舱内通风散热系统的设计提供参考。
1. 船舶货舱模型建立1.1 货舱物理模型的简化本文所研究的目标船舶概况如下：总长138.03m；垂线间长128m；型宽22.4m；型深为11.3m；主机：MANB&W6S46MC2C；装箱量甲板上197TEU，舱内345TEU，总计542TE U。
目标船舶No.4货舱其规格说明见下表1。
表1 No.4货舱目标船舶No.4货舱的通风形式是采用进风管送风，排风口自然排风。
货舱内装载48只20英尺风冷式冷藏集装箱；进风口为矩形，规格为80cm×65cm，进风口对准每一排风冷式冷藏集装箱的冷凝器风机处，相对应有48个进风口；目标船舶No.4货舱内有6个规格为50cm×50cm的回风口，位于货舱外围壁上部。
船舶通风系统的设计及优化分析
船舶通风系统的设计及优化分析作者：曾庆飞郭影邹建来源：《农家科技下旬刊》2016年第03期摘要：随着时代的发展，科技的进步，世界的造船业朝着多元化的方向发展，其中CAD、CAE、CAPP、虚拟现实技术等技术纷纷产生，用以船只建造的方针和提高。
在船只的建造中，机舱是工作人员休息和工作的地方，若要保证工作人员能够正常、安全的工作，就需要人性化的设计，保持一个干净整洁的环境，因此，船舶机舱通风系统的设计是十分重要的。
基于此，本人做出如下的分析，并提出相应的建议和意见。
关键词：船舶通风系统；设计分析；优化措施船舶的通风系统是船舶设计中需要特别注重的环节，任何一个差错都将导致严重的后果。
近年来，流体学等技术不断更新，并在计算机、建筑业等领域得到广泛的应用，然而在船舶设计行业的运用极少，在空调设计、通风系统等方面仍处在探索阶段，更多的是处于实验当中。
本人结合经验对国内当前形势做出分析，总结如下。
一、船舶通风系统的概述1.船舶通风设置的意义。
船舶的工作环境是指：船舱中的大气压、温度、湿度、中冷器冷却下的环境温度。
随着时间的推移和环境状态的改变，机舱中进入的空气量也有大小的差别。
例如：机舱内的温度过高，空气密度便会减小，继而柴油机的增压喘振几率增大，机器工作的负荷加重，从一定程度上阻碍了机器的正常工作；反之，温度过低，空气密度变大，需要燃烧的动力增大。
因此，过高的温度或过低的温度都会导致机械无法正常使用，将其控制在一定的温度范围内是很有必要的。
而要达到这一目的的前提是机舱内能保持正常的通风。
另一方面，机舱中各仪器对环境的温度要求也是不尽相同的。
因为，各个仪表的灵敏度和精确度都是有一定的适用范围，随着环境的变化，当适用条件超过上限或者下限时，仪表就无法测出精确的读数，甚至出现失控失灵的现象。
另外，机舱主要是有相应的工作人员进行工作的，人类能够忍受的温度、湿度、各种气体成分的含量也是有限的。
若是过高的温度、湿度，空气中并包含着多中成分的有害气体，那就会不能再进行正常的工作。