船舶CAE在經(jīng)過(guò)了多年使用經(jīng)驗的積累和方法的研究之后，目前無(wú)論是造船廠(chǎng)還是研究院所或是高校，無(wú)論是船舶的總體設計部門(mén)，還是船用設備或是零部件設計人員，都急需統一CAE平臺，MSC Nastran正是應我們的船舶用戶(hù)有這樣的迫切需求，真正實(shí)現了多學(xué)科聯(lián)合仿真。以往的船舶CAE仿真，涉及的單點(diǎn)問(wèn)題主要有以下方面:
結構靜強度，剛度，振動(dòng)，優(yōu)化以及在復合材料領(lǐng)域的研究和應用，這些問(wèn)題在傳統的Nastran中就可以實(shí)現，并且計算精度高，而最新的MSC Nastran包含了原有的Nastran的所有功能，而且還進(jìn)一步拓展了計算規模和計算效率，在功能上比原來(lái)傳統的Nastran有更多，更新的內容，比如模型的裝配定義，復合材料的研究方面。
結構非線(xiàn)性分析，失穩和失效分析，多物理場(chǎng)耦合，諸如修船和改裝船時(shí)考慮的殘余應力，材料損傷引起的裂紋等，這些問(wèn)題用MSC Nastran中的Sol400和Sol600就可以實(shí)現仿真。Sol400增強了Nastran原有非線(xiàn)性求解的功能，可以進(jìn)行非線(xiàn)性接觸模型的定義，具有非線(xiàn)性單元及材料。Sol600則集成了Marc高度非線(xiàn)性，多物理場(chǎng)，加工成型，高級熱分析的功能。這兩大求解序列對于有效計算船舶的非線(xiàn)性問(wèn)題，尤其是非線(xiàn)性屈曲，還有船用發(fā)動(dòng)機的熱機耦合和高度非線(xiàn)性問(wèn)題提供了專(zhuān)業(yè)的CAE工具。
船舶的碰撞，擱淺，晃蕩，水下爆炸等顯式非線(xiàn)性問(wèn)題完全可以使用MSC Nastran的Sol700來(lái)進(jìn)行求解，Sol700就是Dytran和LS-Dyna，而這個(gè)兩個(gè)軟件一直以來(lái)在非線(xiàn)性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域都是最主流的產(chǎn)品，尤其在以往的船舶CAE分析中也有非常成功的案例，比如船船碰撞，船橋碰撞的分析，晃蕩分析等，而現在完全集成于MSC Nastran的平臺下，不需要重復建立模型，而且對歐拉域的求解同時(shí)支持并行求解，大大提高了仿真效率。
艦艇和豪華游船的減振降噪問(wèn)題，這在以往的單點(diǎn)式CAE分析流程中處理非常復雜，很多聲學(xué)軟件都需要CAE分析者在結構振動(dòng)計算完成后進(jìn)行大量的數據處理，才能進(jìn)行后續的噪聲分析。新的MSC Nastran加入Actran的無(wú)限元技術(shù)，這樣就可以在Nastran中實(shí)現內外噪聲的分析，而無(wú)須更換分析平臺，省去了繁冗的手工數據處理，也方便了CAE分析。
現在在船舶領(lǐng)域也越來(lái)越多地涉及到多體運動(dòng)和控制方面的分析需求，比如船用設備在航運過(guò)程中或是靠岸時(shí)的使用性能，港口設備，海洋平臺，超大型海上漂浮結構，艦艇等的運動(dòng)和操控性能的分析。MSC Nastran的發(fā)展正是考慮了跨越多學(xué)科的需求，與本公司的多體動(dòng)力學(xué)和控制分析的Adams集成更加緊密，通過(guò)SimXpert在一個(gè)平臺上實(shí)現真正意義上的多學(xué)科仿真。
船舶CAE分析還有一個(gè)重要的學(xué)科就是計算流體力學(xué)及流固耦合。MSC Nastran Sol400的OpenFSI，通過(guò)MpCCI，實(shí)現和計算流體力學(xué)軟件之間的真正意義上的強耦合分析，而不是簡(jiǎn)單地將CFD分析的數據通過(guò)手工傳遞給FEA進(jìn)行結構分析。
MSC最新的理念和技術(shù)就是要用“單一船模型”來(lái)實(shí)現不同學(xué)科的CAE仿真，從而縮短船舶CAE分析的周期，加速設計流程的實(shí)施，最后實(shí)現和造船發(fā)達國家造船周期相同，甚至更短的目標。
