科创中国

研究多种螺旋桨体积力模型理论，包括推力均匀分布模型、轴对称分布模型、叶素动量理论模型、升力面方法、涡格法以及边界元方法，重点研究轴对称分布（Hough-Ordway分布）和叶素理论方法（Blade Element Method）。分析不同的体积力模型在敞水、斜流、非均匀来流以及船后伴流场中的应用特点，分析对比不同体积力模型的螺旋桨三维效应以及不同模型的计算精度，开发螺旋桨体积力模块。

针对不同类型体积力模型，研究其与动量方程的结合方法，主要从体积力源项的添加，体积力模型与有限体积法（Finite Volume Method，FVM）网格的匹配，FVM中网格单元搜寻，体积力源项与FVM网格插值方法、体积力源项的分布模型等方面进行研究，对相关参数进行定量化研究，诸如插值系数、叶片间的干扰系数等，研究数据信息插值方法以降低数据交换频率，提高效率，提供普遍适用的精确高效的螺旋桨体积力模型。

真实海况中船舶操纵性智能高效模拟研究

结合上述粘势流耦合模拟方法以及非线性波浪理，螺旋桨体力代替真实螺旋桨，再与船舶六自由度运动模型结合，形成真实波浪下船舶操纵性的整体预报模型，有效的减少进行船舶操纵CFD模拟所需网格数以及时间步长。

利用上述形成的船舶操纵高效模拟方法，对SIMMAN国际研讨会中标准船舶在波浪中的操纵算例进行数值模拟和对比验证，根据验证情况进一步改善快速预报模型，提升精度。