Lad CFD klare trimoptimeringen for dig!

Omfattende erfaring med optimering

Selvom trimoptimeringstest anses for mindre vigtige end standardmodellering af skibets kraft- og ydeevne, kan de give betydelige besparelser og en tilbagebetalingstid på mellem én og seks måneder, afhængigt af skibstype, drift og antallet af skibe i serien. Energi­besparelserne som følge af trimoptimering er blevet dokumenteret både teoretisk og i praksis gennem mange års drift.

FORCE Technology har udført omkring 50 modelltrimtest inden for de sidste 10 år med besparelser på op til 15 % i propellerkraft under specifikke forhold og op til 3 % i samlede besparelser. Trimanbefalinger er givet til mere end 400 skibe for at øge den operationelle effektivitet og reducere emissioner og brændstofomkostninger.

Potentiale flowkoder vs. RANS CFD

På grund af forbedrede CFD-kapaciteter og større regnekraft kan trimoptimering nemt udføres ved hjælp af numeriske simulationsmodeller. Forenklede koder som potentiale flowkoder er tidligere brugt til at estimere skibets ydeevne og strømningsmønstre, men state-of-the-art i dag er at anvende RANS CFD-koder til dette formål.

For at kortlægge indflydelsen af trim, dybgang og fart på skibets ydeevne analyseres fartøjets turbulente flowegenskaber med den effektive RANS CFD-kode STAR CCM+. Da FORCE Technology har mange referencer og valideringsdata fra modeltests, udføres CFD-simulationerne til trimoptimering ligeledes i modelskala.

For et komplet sæt af en standard trimoptimering skal der vælges et samlet antal modstandsberegninger. Typisk vælges 120-180 betingelser, der dækker 3 til 8 dyb­gange ved hver 3-7 trim og 4-6 hastigheder til de numeriske slæbetankforsøg. Betingelserne vælges omhyggeligt, så de matcher skibets operationelle profil.

Optimering af kraftbehov

For at forudsige behovet for propellerkraft inddrages propellerværdi i frit vand og interaktion med skrog baseret på FORCEs interne database sammen med modstandsdata fra CFD. Vi arbejder i øjeblikket på integration af vores forenklede body force-propellermodel, så propelvirkningerne kan indgå direkte i RANS CFD-simulationerne. Samtidig kan afgiven kraft, skrog­effektivitet, thrust deduction, relativ rotativ effektivitet og wake-fraktionen, dvs. den gennemsnitlige aksiale hastighed over propel­skiven, effektivt estimeres og sammenlignes med resultaterne fra eksperimentelle modeltests.

Ydeevne i fuldskala

Baseret på resultaterne i modelskala og den forudsagte formfaktor fra ekstra RANS-simulationer kan vi forudsige ydeevnen i fuldskala og de relative forskelle i behovet for fremdrivningskraft i det samlede trimoptimerings­matrix, baseret på frem­drivningsdata fra vores eksperimentelle modeltestdatabase.

Alle resultater fra ydelsesvurderingen – herunder kraftforudsigelser og relative kraftbesparelser sammenlignet med plan triminstilling – kan bruges som grundlag for trimanbefalinger. FORCE Technologys software SeaTrim håndterer overførslen af numerisk ydeevneforudsigelse og trimvejledning til skibsdriften.

Den optimale trim baseret på den optimale krævede effekt for fartøjet er ikke nødvendigvis den optimale trim i forhold til skibets stabilitet, langskibs styrke, manøvredygtighed eller samlet sikkerhed. Skibets fører skal selvfølgelig foretage en vurdering af den samlede optimale drift.