背景 Verney Yachts 創辦人兼工程主管 Tim Clarke 的領導下，正在推動帆船設計的極限。他們的目標是打破現有的世界帆船速度記錄，比現有記錄快 20%，即達到 65 節（約 120 公里/小時）。此項目涉及開發一艘帆船，但不建造實體原型，完全依賴 SIMULIA Abaqus FEA 進行虛擬模擬。 面對挑戰 Verney Yachts 面臨的主要挑戰是在完全虛擬的環境中設計和測試帆船，這一任務缺乏實體原型來測試和驗證設計而變得複雜。這種方法需要精確的模擬，以預測和處理高速帆船競賽中的複雜動態，包括整合空氣動力學和水動力學因素，而無需傳統的實物模型提供的試錯方法。 圖1.v‑44 Albatross 的⽰意圖，說明帆翼的結構。 圖2.碳纖維複合材料主翼梁撓度分析結果。 技術創新 為實現其設計目標，Verney Yachts 利用 SIMULIA Abaqus FEA 的先進模擬工具。這種技術使團隊能夠模擬船隻組件的結構強度、對風載的反應以及整體流體和空氣動力學特性。特別創新的是他們對帆翼的處理方式，設計為可旋轉且功能靈活的剛性結構，可以根據其方向作為翼或帆使用。這種靈活性對於適應不同的風力條件，同時保持速度和穩定性至關重要。 該項目將於 2013 年初在英國波特蘭港進行速度帆船記錄嘗試，與夏季奧運帆船賽事同期。v-44 Albatross 計劃在不到 16 秒的時間內完成官方的 500 米距離，實際上將在水面上「飛行」，僅有龍骨露出水面。如果成功，這一努力可能會革新帆船設計，展示在打破速度障礙時，虛擬測試和創新的空氣動力學特徵的有效性。 這種有組織的呈現突出了 Verney Yachts 從概念化到創紀錄目標的雄心旅程，並強調了在海洋設計中整合先進工程模擬的革命性潛力。 圖3.直接施加在 v‑44 Albatross 帆翼主樑上的牽引載重。 圖4.CFD 分析顯⽰了預測的速度40 節船速下的向量和壓力分佈。 未來展望 v-44 Albatross 計劃的實施和結果可能已經完成，但這個項目的潛在影響和學習仍具有長遠意義。這項創新帆船項目突破了傳統帆船設計的界限，展示了高效率的計算模擬如何在實現極端速度的同時確保結構的穩定性與安全性。未來，這種模擬與實際結合的方法可以被應用到更廣泛的船舶設計和其他高性能運輸工具上，進一步推動工程設計的創新與發展。 這種先進的模擬技術的成功應用，不僅展示了虛擬環境測試的有效性，也可能鼓勵更多的設計團隊在開發前期採用數字仿真，從而減少物理原型的需求，節省成本和時間。未來的工程挑戰中，Verney Yachts 和其他相關組織可以利用這次項目的經驗和成果，尋求在相似項目中實現更大的創新和效率提升。 關鍵字：SIMULIA Abaqus、Verney Yachts、帆船 下載PDF