1,、 MarineFlow軟件概況
船舶水動(dòng)力學(xué)CFD軟件MarineFlow是中國船舶科學(xué)研究中心內(nèi)生使命驅(qū)動(dòng)研發(fā)的,、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、面向非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格體系的計(jì)算流體力學(xué)軟件,。
軟件界面
2,、 2025新版本亮點(diǎn)
（1）功能更全面
持續(xù)開展軟件新功能開發(fā),，新增重疊網(wǎng)格，流動(dòng)傳熱,，空泡流,，波浪環(huán)境，湍流轉(zhuǎn)捩和非線性渦粘性等6類功能,，拓展了MarineFlow軟件的應(yīng)用范圍,。
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重疊網(wǎng)格模擬 |
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流動(dòng)傳熱模擬 |
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空泡流模擬 |
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波浪環(huán)境模擬 |
（2）計(jì)算更高效
通過架構(gòu)優(yōu)化、相關(guān)算法改進(jìn),，軟件的穩(wěn)健性不斷增強(qiáng),。通過對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算流程,、數(shù)據(jù)存取,、編譯器庫函數(shù)等的優(yōu)化改進(jìn)，大幅度提升了計(jì)算效率：經(jīng)典型算例測(cè)試,，計(jì)算效率提升19%-39%,。
計(jì)算效果優(yōu)化前后對(duì)比
（3）交互更便捷
通過對(duì)用戶界面、輸入/輸出接口,、邊界條件設(shè)置等方面的優(yōu)化改進(jìn),，軟件的易用性持續(xù)改善。
軟件初始界面
3,、 軟件功能
(1) CFD求解
本軟件面向船舶水動(dòng)力學(xué)CFD工程應(yīng)用，總共有7大模塊組構(gòu)成,，包含5大基礎(chǔ)功能模塊組： NS方程求解模塊組,、湍流求解模塊組、自由面求解模塊組,、多塊網(wǎng)格求解模塊組,、運(yùn)動(dòng)求解與實(shí)現(xiàn)模塊組；以及2個(gè)支撐模塊組：大規(guī)模線性代數(shù)方程組求解模塊,、MPI并行計(jì)算模塊,。目前具備以下功能：
1) 能夠?qū)崿F(xiàn)三維單相、兩相湍流模擬
2) 支持結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,、混合網(wǎng)格、任意多面體網(wǎng)格,、交界面網(wǎng)格和滑移網(wǎng)格
3) 支持慣性坐標(biāo)系,、非慣性坐標(biāo)系和多參考坐標(biāo)系求解
4) 支持六自由度運(yùn)動(dòng)求解
5) 支持多塊/多套網(wǎng)格耦合求解
6) 適配海光、鯤鵬,、申威等多種國產(chǎn)CPU
7) 支持MPI并行計(jì)算
8) 提供與主要商用CFD及前后處理軟件的接口
軟件總體架構(gòu)
（2）典型應(yīng)用場(chǎng)景
水面船阻力/興波計(jì)算
水下航行體帶漂角斜航水動(dòng)力
螺旋槳敞水
節(jié)能效果評(píng)估
4,、 軟件特色
1) 完全自主可控：從底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),、求解流程到矩陣求解、并行計(jì)算等,，全部自主研發(fā),，后續(xù)應(yīng)用和升級(jí)開發(fā)等，不受任何限制,；
2) 優(yōu)秀的網(wǎng)格兼容性：支持所有常用CFD網(wǎng)格,，包括結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,、笛卡爾網(wǎng)格,、各類混合網(wǎng)格、交界面網(wǎng)格和滑移網(wǎng)格等,；
3) 豐富的湍流/自由面模型：支持k-ε,、k-ω、LES,、DES等多個(gè)系列的湍流模型,，支持CICSAM、HRIC等高分辨率自由面模型,；
4) 不受規(guī)模限制的并行計(jì)算：大規(guī)模并行計(jì)算不受限制,，已實(shí)現(xiàn)11.2億網(wǎng)格的大規(guī)模并行計(jì)算；
5) 適配華為鯤鵬處理器,、中科曙光海光處理器,、申威SW26010處理器等多種國產(chǎn)CPU，支持X86指令集,、ARM指令集和申威指令集,；
6) 大量系統(tǒng)性的驗(yàn)證：通過標(biāo)模CFD不確定度分析、ITTC國際盲算比對(duì),、并利用研發(fā)單位豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大子樣應(yīng)用,，開展了系統(tǒng)性的驗(yàn)證工作。
深海技術(shù)科學(xué)太湖實(shí)驗(yàn)室
船舶水動(dòng)力學(xué)CFD軟件
