Trimoptimering er en af de nemmeste og billigste metoder til at optimere skibets ydeevne og reducere brændstofforbruget. Det kræver hverken ændringer af skrogets form eller opgradering af motoren. Den optimale trim kan opnås ved ballastning eller valg af lasttilstand.
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 1 og 6 måneder, afhængigt af skibstype, drift og antallet af skibe i serien. Energibesparelserne som følge af trimoptimering er blevet dokumenteret både i teori og praksis gennem mange års drift.
Force Technology har udført omkring 50 modelltrimtest inden for de seneste 10 år med besparelser på op til 15 % i propeleffekt 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
I takt med forbedrede CFD-kapaciteter og større regnekraft kan trimoptimering nemt udføres ved hjælp af numeriske simulationsmodeller. Hvor man tidligere har anvendt forenklede koder som potentiale-flowkoder til at estimere skibets performance og strømningsmønstre, er det i dag state of the art at bruge RANS CFD-koder til det formål.
For at kortlægge indflydelsen af trim, dybgang og fart på skibets performance 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 også i modelskala.
For et komplet sæt af en standard trimoptimering skal der vælges et samlet antal modstandsberegninger. Typisk vælges 120-180 tilstande, der dækker 3 til 8 dybgange ved hver 3-7 trimtilstande og 4-6 hastigheder til de numeriske slæbetankforsøg. Betingelserne vælges omhyggeligt, så de matcher skibets driftsprofil.
Optimering af kraftbehov
For at forudsige propellens effektbehov inddrages open water-data for propellen og data for skrog-interaktion baseret på Force Technologys interne database sammen med modstandsdata fra CFD. Vi arbejder i øjeblikket på at integrere vores forenklede body force-propelmodel for at kunne inkludere propeleffekter direkte i RANS CFD-simuleringerne. Leveret effekt, skrogvirkningsgrad, thrust-fradrag, relativ rotativ virkningsgrad og wake fraction, dvs. den gennemsnitlige aksiale hastighed over propelskiven, kan dog effektivt estimeres og sammenlignes med resultater fra eksperimentelle modelforsøg.
Fuldskala-performance
På baggrund af resultaterne fra simuleringerne i modelskala og den forudsagte formfaktor fra supplerende RANS-simuleringer kan vi forudsige performance i fuldskala og de relative forskelle i fremdriftseffekt for hele trimoptimeringsmatricen, baseret på fremdriftsdata fra vores eksperimentelle modelforsøgsdatabase.
Alt output fra performance-evalueringen, herunder effektforudsigelse og relative effektbesparelser sammenlignet med tilstanden på lige køl, kan bruges som grundlag for trimvejledningen. Force Technologys software SeaTrim fungerer som bindeled mellem numeriske performanceberegninger og trimvejledning til brug i den daglige skibsdrift.
Den optimale trim baseret på den optimale krævede effekt for fartøjet er ikke nødvendigvis den optimale trim i forhold til skibets stabilitet, længdestyrke, manøvredygtighed eller samlet sikkerhed. Skibets fører skal selvfølgelig foretage en vurdering af den samlede optimale drift.
Downloads
