Bulb-bovdesign, der kun er optimeret til én tophastighed, vil ikke være effektiv under andre driftsforhold. Især ved lavere hastigheder øges bølgedannelsen, hvilket markant reducerer skibets ydeevne.
Hvorfor optimere bulb?
I tider med miljømæssige og økonomiske udfordringer er retrofit af eksisterende skibe en lovende investering, der kan understøtte grøn skibsfart og sikre et optimalt effektbehov for din flåde. Skibe med bulb-bov, der især opererer med driftsprofiler, der dækker flere lasteforhold og hastigheder, kan have stor gavn af en bulb-bov-optimering.
Ved at inddrage flere driftsforhold i designprocessen er det muligt at optimere bulb-bov design ikke kun til enkeltstående hastigheder og lasttilstande, men også til det individuelle driftsbehov for hvert enkelt fartøj. Resultatet kan være en lidt reduceret effekt af bulb-boven ved den oprindelige tophastighed, men en markant forbedret effekt ved de øvrige punkter i fartøjets driftsprofil, hvilket samlet set giver betydelige besparelser i gennemsnit for profilen.
Parametrisk optimering
Vi har udviklet en avanceret, strømlinet og omkostningseffektiv tilgang, der kombinerer moderne computer- og RANS-CFD-teknologier med mange års hydrodynamisk erfaring inden for skibsdesign og modeltestning.
Ved at anvende parametrisk multiobjektiv optimering kan retrofit bulb-bove designes, så de minimerer brændstofomkostninger og det nødvendige fremdriftseffektbehov over hele driftsprofilen.
Ved at tilpasse individuelle ståltegnings- og udskæringspræferencer kan en parametrisk bulb-bov designes. Den kan justeres efter en række forskellige designparametre. Bulbens længde, fylde og bredde samt højde, sektionformer og næsetippens placering kan varieres. Forskellige typiske bulb-former, såsom ∆, O eller ∇ formede tværsnit, kan let realiseres.
Det optimale bulb-design
Styret af automatiserede optimeringsalgoritmer genereres forskellige bulb-bov-designs, hvor alle relevante geometriparametre varieres. For hvert gyldigt design udføres CFD-simuleringer, der tager højde for nødvendige geometriske og hydrodynamiske begrænsninger såsom volumen, LCB- og KMT-grænser, maksimale dimensioner og konstruktionsmæssige fikspunkter.
Baseret på resultatet af hver enkelt CFD-simulering tilpasser algoritmen designparametrene, indtil et optimalt slutresultat opnås, med hensyntagen til én eller flere lasteforhold og de relevante hastigheder. Parametrisk optimering er et effektivt værktøj til at optimere bulb-bove med hensyn til en specifik driftsprofil.
Målsætning for optimeringen vælges individuelt for hver problemstilling. Gode parametre for optimeringen er typisk minimal modstand eller fremdriftseffekt, da optimeringerne primært fokuserer på at reducere skibets bølgedannelse. Takket være vores stærke erfaring med optimering af skrogprofiler vælges en effektiv optimeringsalgoritme – lineær, ikke-lineær eller heuristisk – hvilket fører til en optimal løsning.
Resultatet af den automatiserede, parametriske optimering bliver sammenlignet med de oprindelige bulb-designs. En detaljeret RANS-CFD-analyse udføres for begge designs for at kvantificere potentielle besparelser i effektiv eller leveret propel-effekt. Herigennem kan vi også hjælpe med at vurdere, om det er rentabelt at fortsætte retrofit-processen og investere i modeltests og konvertering af skibet.
De seneste år med slow steaming har givet anledning til mange retrofit-projekter. Blot ved at optimere bulb-boven kan der opnås brændstofbesparelser på op til 15-20 % i gennemsnit for den samlede driftsprofil. Besparelsespotentialet afhænger dog af, hvor langt det oprindelige optimeringspunkt ligger fra forholdene i den aktuelle driftsprofil.
Kontakt vores ekspert Jesper Grundsøe for mere information.