National Transport Library Research Database

Prediktera fartygs prestanda i vågor - att möta dagens krav på modellförsök (Predicting ship performance in waves - meeting today's model testing demands)

  • Nisbet, Jonny
  • SSPA Sweden AB, Svenskt företag eller organisation, 556224-1918
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2017-05-01 -- 2019-06-30 Registration number:
  • Trafikverket 2017/111172
Subject(s): Online resources: Abstract: Krav på energieffektivare transporter, energisnålare operationen och minskad miljöpåverkan till sjöss har medfört ett stort intresse att designa energieffektiva fartyg, både i stilla vatten och i vågor. Traditionellt sett har varvet levererat ett fartyg till redaren som uppfyller kontraktspunkten, dvs. att fartyget uppnår en viss fart för en given motorinstallation i stilla vatten. I många fall har det medfört att fartyget har fungerat sämre vid andra konditioner än kontraktspunkten. De ökade kraven på energieffektivisering har dock medfört att redaren vill veta hur bra fartyget är för en given verklig transportuppgift, dvs. för hela dess operationsprofil, då fartyget utsätts för våg- och vindlaster. Därför flyttas fokus inom skeppsbyggnadsteknik mer och mer mot fartygets prestanda i sjö och konstruktion för hela fartygets operationsprofil. Speciellt införandet av Energy Efficiency Design Index (EEDI) (Transportstyrelsen, 2017), som nya fartyg måste uppfylla, har medfört att en rad olika idéer för att minska tilläggsmotståndet i vågor har provats. Även nyligen införda riktlinjer för att bestämma minsta tillåtna framdrivningseffekt för att bibehålla manöverförmågan i vågor (IMO, 2013) har kraftigt ökat behovet att kunna fastställa fartygets manöver- och sjöegenskaper i vågor med högre noggrannhet än tidigare. För att säkerställa att fartyget verkligen uppnår EEDI gränsen och kraven enligt (IMO, 2013) under provturen krävs redan under designfasen förbättrade metoder och modeller för att prediktera tilläggsmotståndet i vågor, både experimentellt och med numeriska metoder. Risken är annars att varvet/redaren tvingas till kostsamma konstruktionsförändringar sent i byggnationsfasen som ofta leder till ett mindre energieffektivt fartyg och ökad miljöpåverkan. För att experimentellt kunna bättre prediktera tilläggsmotståndet i vågor jämfört med tidigare, krävs hög noggrannhet på modellförsöksuppställningen med avseende på fartygsmodellens geometri och massegenskaper, samt större kontroll och högre kvalité än tidigare på de vågor som produceras i vågbassängen. Vidare krävs också förfinade analysmetoder för att förbättra noggrannheten i predikteringarna, men också för att öka effektiviteten vid genomförandet av modellförsök. Bättre analysverktyg kommer att innebära att färre antal försöksrepetitioner behöver genomföras. Projektet avser att bedriva forskning och utveckling av förfinade experimentella metoder och analysverktyg för att prediktera tilläggsmotstånd i vågor för ett fartyg, och för att öka förståelsen kring ett fartygs tilläggsmotstånd i vågor. Målen i denna ansökan är att: Skapa en kombinerad metod och modellförsöksuppställning för utvärdering av fartygets tilläggsmotstånd i sjö; Utveckla och implementera förfinade metoder för större kontroll av och högre kvalité på vågklimatet vid modellförsök i vågbassäng; Utveckla och implementera förfinade kvasi-stationära analysmetoder för att förbättra noggrannheten i predikteringarna av tilläggsmotstånd i vågor för fartyg, och för att öka effektiviteten vid genomförandet av modellförsök i vågor; Jämföra prediktioner av tilläggsmotstånd i vågor från modellförsök och numeriska beräkningar. I denna ansökan söks delfinansiering för projektet. Projektet söker också delfinansiering från Hugo Hammars fond. Genom att utveckla en modellförsöksuppställning för testning av tilläggsmotstånd i vågor och utveckla förädlade försöks- och analysmetoder är förhoppningen att mer energieffektiva skrov kan konstrueras, som samtidigt uppfyller gränsvärden definierade av EEDI och kravet på minsta tillåtna framdrivningseffekt för att bibehålla manöverförmågan i vågor. Detta minskar miljöpåverkan samt stärker konkurrenskraften för redare, varv och fartygskonstruktörer. För projektdeltagarna innebär projektet en kunskapsuppbyggnad som stärker den nationella kompetensen inom området prediktion av tilläggsmotstånd i vågor, vilket anses vara ett strategiskt viktigt område i framtiden med tanke på införandet av EEDI och tydligare riktlinjer på krav på minsta tillåtna framdrivningseffekt för att bibehållande av manöverförmåga i vågor.Abstract: The project aims to conduct research and development of refined experimental methods and analyzing tool methods for prediction added resistance in waves for a ship, and to increase the knowledge about a ships added resistance in waves. The goals in this application are to: Develop a combined method and model testing setup in order to evaluate the ships added resistance in waves. Develop and implement refined methods for more control and higher quality of the wave climate when performing model tests in a wave basin. Develop and implement refined quasi-steady analysis methods to improve the accuracy of the predictions of the ships added resistance in wave, and to increase the efficiency when performing model tests in waves. Compare predictions of added resistance in waves from model tests and numerical simulations. In this application partial funding is applied for the project. The project apply for partial funding also from Hugo Hammars fond this spring. By developing a model test setup for tests of added resistance in waves and develop refined test and analysis methods the hope is that more energy efficient hulls can be constructed that at the same time fulfills the limits defined by EEDI and the requirement of minimum propulsion power to maintain the manoeuvrability of ships in adverse conditions. This would reduce the environmental impact and enhances the competitiveness of ship owners, shipyards and ship designers. For the participants in the project knowledge will be accumulated that will strengthen national capacities in the field of prediction of added resistance in waves, which is a strategically important area in the future with respect to the introduction of EEDI and requirement for installed minimum propulsion power on a ship. Developing more energy efficient ships, which is the overall goal for better predictions of added resistance in waves, is a prioritized research area within the maritime sector.
Item type: