新西蘭凱庫拉半島的 Whale Watch 公司提供可持續生態旅游服務,組織游客在當地自然棲息地探索和觀察鯨魚、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境和諧相處,為生態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,當地的船舶設計公司 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 海里的范圍內出沒,因此需要一艘高速船,以便在最短的時間內到達觀鯨地點,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。
為了解決這一挑戰,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 的業務規模迅速擴大,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,該地區發生了一場大地震,導致大部分包括凱庫拉港在內的海岸線上升了約 1 米。港口內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 節的速度下行業,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,但新的水翼在攻角方面是可以調整的。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軟件來優化船體和水翼系統。新設計的營運航速對應 1.2 的高弗勞德數,因此他們進行了初步的校準研究,讓 17 米設計的海試數據與新船仿真中使用的參數保持一致。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、頷線和艉板尾流區域潛在的復雜湍流,并且在域中使用了比正常網格更高的擴散。
仿真數據與 17 米海試數據在1% 范圍內實現了成功校準,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,預示著這家創新的海洋旅游運營商邁向了可持續生態旅游的新紀元。Omnis Marine 在設計的演變中發揮了重要作用,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,如帶有自適應網格細化技術的單網格方法和使用真實的公開水域推進數據,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性能。
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