Naslov
Numeričko istraživanje utjecaja interferencije na ukupni otpor katamarana Delft 372
(Numerical investigation of the influence of interference on the total resistance of the Delft 372 catamaran)

Autori
Tomljenović, Ivan

Vrsta, podvrsta
Ostale vrste radova, rektorova nagrada

Godina
2022

Ključne riječi
katamaran ; interferencija ; računalna dinamika fluida ; fiksna mreža ; preklapajuća mreža
(catamaran ; interference ; Computational Fluid Dynamics ; fixed mesh ; overset mesh)

Sažetak
Tema ovoga rada je numeričko istraživanje pojave interferencije kod katamarana Delft 372 primjenom računalne dinamike fluida (RDF) unutar programskog paketa STAR – CCM+. Matematički model tvore Reynoldsove osrednjene Navier – Stokesove jednadžbe (eng. Reynolds Averaged Navier Stokes Equations – RANSE) i k – ω SST (eng. Shear Stress Transport) model turbulencije. U radu je korišten nestacionarni trodimenzijski model viskoznog strujanja, dok je položaj slobodne površine određen metodom udjela fluida u volumenu (eng. Volume of fluid – VOF). Numeričke simulacije su provedene primjenom fiksne mreže u rasponu Froudeovih brojeva (Fr) od 0, 3 do 0, 75 za jednotrupni brod i tri katamarana s različitim razmacima između trupova. Provedena je verifikacija rezultata te je proračunata vrijednost ukupne numeričke nesigurnosti pri određivanju ukupnog otpora jednotrupnog broda i katamarana. Također provedena je i validacija rezultata usporedbom dobivenih numeričkih rezultata s dostupnim eksperimentalnim podatcima. Pokazano je kako trend krivulje faktora interferencije u ovisnosti o Fr dobiven numeričkim simulacijama prati trend krivulje faktora interferencije dobiven eksperimentalnim ispitivanjima. Povoljna interferencija dobivena je pri Fr = 0, 35 za katamarane s razmakom između trupova H/L = 0, 233 i H/L = 0, 300. Pri istom Fr provedene su numeričke simulacije primjenom preklapajuće mreže za sve konfiguracije katamarana te su dobiveni gotovo jednaki faktori interferencije kao i kod numeričkih simulacija uz primjenu fiksne mreže. Zaključeno je kako se faktor interferencije pri srednjim i nižim Fr može pouzdano odrediti numeričkim simulacijama uz primjenu fiksne mreže. Nadalje, provedena je detaljna analiza strujanja oko trupova katamarana te su analizirane slike valova, položaj slobodne površine na unutarnjem dijelu trupova katamarana, hidrodinamički tlak, tangencijalno naprezanje i profili valova u uzdužnoj simetralnoj ravnini. Konačno, pokazano je kako je numeričkim simulacijama primjenom fiksne mreže moguće odrediti optimalan razmak između trupova u svrhu određivanja povoljne interferencije pri srednjim i nižim vrijednostima Fr, dok je pri višim vrijednostima Fr potrebno primijeniti preklapajuću mrežu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Brodogradnja, Strojarstvo

Napomena
Mentorica: Nastia Degiuli
Komentor: Andrea Farkas

POVEZANOST RADA