Modelowanie CFD osiadania statków kontenerowych podczas manewru wymijania na torze wodnym

• Autorzy: Jachowski J. , Krata P.

Warianty tytułu

EN

CFD modeling of container vessel squat during passing by another ship at shallow waterway

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono badania nad zastosowaniem zaawansowanych obliczeń numerycznej mechaniki płynów do wyznaczania trajektorii ruchu (w sześciu stopniach swobody) statku morskiego żeglującego na akwenie ograniczonym podczas manewru wymijania z innym statkiem. Uwzględniono jednocześnie zarówno oddziaływanie dna i brzegów kanału o zadanej geometrii jak również oddziaływanie wymijanego statku, co jest podejściem nowatorskim na skalę światową. Wyniki symulacji przeanalizowano pod wzglądem hydrodynamicznego zjawiska osiadania, powstającego podczas przejścia statku przez akwen ograniczony głębokością i brzegami kanału przy jednoczesnej interakcji z wymijanym statkiem. W obliczeniach wykorzystano geometrię typowego statku kontenerowego.

EN

Paper describes a research into ship’s squat phenomenon which is related to the safe entering of large ships into contemporary existing sea harbors. As the significant research effort in ship hydromechanics is devoted in recent years to the practical navigation problems, the Authors follow this trend and addressed the squat by means of CFD numerical simulations. The analysis of 6 DOF ship motion was performed, including the effects of shallow water, horizontal restrictions, extend of a channel and especially ship squat during passing by maneuver at a waterway. An exemplary case-study is carried out for a large container vessel. The obtained results were experimentally verified by comparison to one German experiment and own models tests. Such complex approach is a novelty worldwide.

Słowa kluczowe

PL

trajektorie statków; optymalne trajektorie statków; hydromechanika; ruch statków; tor wodny; nawigacja morska; unikanie kolizji statków; symulacja numeryczna; modelowanie CFD

EN

ship trajectory; optimal ship trajectories; ship hydromechanics; ship motion; numerical simulations; waterways; marine nawigation; ship collision avoidance; CFD modeling

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 4
• Strony: 64--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Jachowski J.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny, Katedra Eksploatacji Statku, Al. Jana Pawła II 3, 81-345 Gdynia

autor

Krata P.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny, Katedra Eksploatacji Statku, Al. Jana Pawła II 3, 81-345 Gdynia

Bibliografia

• 1. Carrica P. M., Wilson R.V., Noack R. W., Stern F.: Ship motions using single-phase level set with dynamic overset grids, Computers & Fluids 36 (2007)
• 2. Dudziak J.: Teoria okrętu, Wydawnictwo Morskie Gdańsk 1988.
• 3. Eloot K., Vantorre M., Ship behaviour in Shallow and Confined Water: an Overview of Hydrodynamic Effects through EFD, NATO. Research and Technology Organisation (RTO), Portsdown 2011.
• 4. FLUENT Tutorial Guide: Fluent Inc. 2006.
• 5. Girtler J., Kitowski Z., Kuriata A.: Bezpieczeństwo okrętu na morzu – ujęcie systemowe, Warszawa 1995.
• 6. Gourlay T.: Mathematical and Computational techniques for Predicting the Squat of Ships, The University of Adelaide, Department of Applied Mathematics, r. 2000.
• 7. Gucma L., Gucma M., Schoeneich M.: Weryfikacja modeli określania osiadania statków w ruchu za pomocą badań rzeczywistych na torze wodnym Szczecin-Świnoujście, Mat. XV Międzynarodowa Konferencja, Rola nawigacji w zabezpieczeniu działalności ludzkiej na morzu, Gdynia 2006.
• 8. Gucma L., Jachowski J., Schoeneich M.: Weryfikacja określania osiadania promu Jan Śniadecki metodą CFD na podstawie eksperymentu rzeczywistego GPS–RTK, XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Inżynierii Ruchu Morskiego.
• 9. Gucma S.: Inżynieria ruchu morskiego, Gdańsk 2001.
• 10. Jachowski J., Krata P., Zastosowanie numerycznej mechaniki płynów do prognozowania osiadania statku na torze wodnym o zmiennej geometrii, Logistyka 3/2014, ss. 2414-2424, Instytut Logistyki i Magazynowania, Poznań 2014.
• 11. Jurdziński M.: Planowanie nawigacji w obszarach ograniczonych, WSM w Gdyni 1999.
• 12. Krata P., Liczby skalowania dla zjawiska sloshingu, XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo - Techniczna „Inżynieria Ruchu Morskiego”, Szczecin 2007
• 13. Montewka J., Krata P., Goerlandt F., Mazaheri A., Kujala P., Marine traffic risk modelling – an innovative approach and a case study, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, September 2011, Vol. 225, No. 3, pp. 307-322.
• 14. Mucha P., el Moctar B., PreSquat - Numerische Vorhersagen von dynamischem Squat in begrenzten Gewässern, Bericht F005/2014, Duisburg 2014.
• 15. Nowicki A.: Wiedza o manewrowaniu statkiem morskim, Wydawnictwo Morskie Gdańsk 1978.
• 16. Simonsen C. D., Stern F.: Verification and validation of RANS maneuvering simulation of Esso Osaka effects of drift and rud-der angle on forces and moments, Computers & Fluids 32 (2003).
• 17. Varyani K.S.: Squat effects on high speed craft in restricted waterways, Ocean Engineering 33 (2006)
• 18. www.macronomy.blogspot.com/2013/06/credit-lucas-critique.html
• 19. www.worldoceanreview.com/en/wor-1/transport/global-shipping/2/

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.