VTI National Transport Research Database

Svallvågsmodellering - bränsleförbrukning och erosion (Modelling wash - fuel consumption and erosivity)

  • Garme, Karl
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket, Sjöfartsverket ; 2016-07-01 -- 2018-12-31 Registration number:
  • Trafikverket 2017/64981, Sjöfartsverket 1504165
Subject(s): Abstract: Den karaktäristiska vågbildningen kring fartyg innebär, genom den direkta kopplingen till bränsleförbrukning, en global miljöbelastning. Den kan även ge en påtaglig lokal miljöpåverkan genom stranderosion. Vågbildningen skapas av hydrodynamiskt tryck kring skrovet som beror av fartygets fart. storlek och form. Hur trycket fördelas bestämmer vågsystemets totala energiinnehåll: —Energi som tillförs systemet från fartygets bränsle och som dämpas ut genom bland annat stranderosion. Av fartygs bränsleförbrukning går mellan 25 och 75 % åt till svallvågsgenerering. I skyddade vatten. skärgårdar eller sjösystem, där vindgenererad sjö är måttlig, leder fartygs svallvågor till erosion på stränder. Syftet med projektet är att utveckla svallvågsmodellering tillsammans med metoder för att bedöma vilka risker för erosionsskador olika fartyg utsätter stränder för, samt för att beräkna fartygens vågbildningsmotstånd. Som första steg kommer möjligheterna att modellera vågbildning och vågbildningsmotstånd för halvplanande skrov att undersökas. Målet är modellering med tillräcklig noggrannhet och praktisk tillämpbarhet för att kunna klassificera vågbildningen kring fartyg ur både ett erosions- och bränsleförbrukningsperspektiv. Tanken är att utgå från det som traditionellt kallas thin ship theory. Teorin är formulerad analytiskt men potentialfältet som beskriver vågbildningen måste för realistiska skrovgeometrier modelleras och beräknas numeriskt. Med våra målsättningar kan det vara möjligt att modellera fartyget med utgångspunkt från arbeten av de australiska forskarna Lawrence Doctors och Alexander Day som föreslår metoder att modellera den komplexa vågamplituden som beskriver vågmönstret kring fartyget och vakområdet akter om fartyget. Längre fram ska vågor från okonventionella skrov, (t.ex. air supported vessels) eller skrovkoncept kunna modelleras.Abstract: The characteristic wave pattern around ships has global environmental impact by its direct link to fuel consumption. Moreover, wake wash might lead to severe local environmental damage in terms of erosion. Waves develop from the hydrodynamic pressure on the hull. The pressure distribution and magnitude depend on vessel speed, size and shape. The pressure defines the wave system‘s total energy content: energy deriving from the fuel ending up e.g. eroding shores, particularly in sheltered waters e.g. in lakes, rivers and archipelago where wind-generated waves are limited. Wave generation constitute 25-75 percent of a ship’s fuel consumption. The project aims for developing wake wash models and methods to assess the risk for erosion. The goal is computational efficient modelling technique, accurate enough to compute the wave resistance and to classify a ship’s wake wash from both a risk for erosion and a fuel consumption point of view. The starting point is traditional thin-ship theory. The theory is formulated analytically but the potential field defining the wave generation has to be modelled numerically for all realistic hull shapes. Addressing our goal, it is anticipated to model semi-planing ships based on the work of the Australian researchers Lawrence Doctors and Alexander Day who propose methods for modelling the complex wave amplitude describing the wave pattern around the ship and in the wake region aft of the ship. Later on, the technique will be developed to model wake wash of unconventional hull shapes (eg, air supported vessels) or novel hull concepts.
Item type:

Powered by Koha