Υδροδυναμική ανάλυση επίδρασης βολβοειδούς πλώρης στην αντίσταση ρυμούλκησης με χρήση μεθόδων υπολογιστικής ρευστομηχανικής

Zachos, Dimitris; Ζάχος, Δημήτριος

dc.contributor.author	Zachos, Dimitris	en
dc.contributor.author	Ζάχος, Δημήτριος	el
dc.date.accessioned	2022-10-12T06:57:10Z
dc.date.available	2022-10-12T06:57:10Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55883
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23581
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη”
dc.rights	Default License
dc.subject	Βολβός	el
dc.subject	Πλώρη	el
dc.subject	Αντίσταση	el
dc.subject	Ρυμούλκηση	el
dc.subject	Bulbous	en
dc.subject	CFD	en
dc.subject	Tow	en
dc.subject	Resistance	en
dc.subject	Bow	en
dc.title	Υδροδυναμική ανάλυση επίδρασης βολβοειδούς πλώρης στην αντίσταση ρυμούλκησης με χρήση μεθόδων υπολογιστικής ρευστομηχανικής	el
dc.title	Hydrostatic analysis regarding the effect of the bulbous bow with respect to towing resistance with CFD methods	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Naval Architecture	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-01
heal.abstract	Η παρούσα μελέτη διαπραγματεύεται την αντίσταση ρυμούλκησης σε ήρεμο νερό μιας γάστρας με ποικίλες γεωμετρίες της πλώρης. Αντικειμενικός σκοπός είναι να προσδιοριστεί, κυρίως ποιοτικά, η επίδραση της γεωμετρίας της πλώρης στην αντίσταση ρυμούλκησης με την χρήση αριθμητικών μεθόδων υπολογιστικής ρευστομηχανικής (CFD). Το υπολογιστικό πακέτο που χρησιμοποιήθηκε είναι το ελεύθερο λογισμικό OpenFOAM, καθώς και ο μετα-επεξεργαστής, ελεύθερου λογισμικού, ParaView. Η μελέτη βασίστηκε στα δύο ευρέως διαδεδομένα μοντέλα DTC και KCS, και τη σχετική βιβλιογραφία που τα περιγράφουν, από τα οποία προέκυψε η σύνθεση τους για την μελέτη μια γεωμετρίας με βολβό ενός οχηματαγωγού επιβατηγού πλοίου, αρχικού μήκους 43.25 μέτρων και ταχύτητα υπηρεσίας 14 κόμβων. Για την μελέτη των γεωμετριών δημιουργήθηκαν μοντέλα υπό κλίμακα 1:6 = 0,16833 και διορθωμένη ταχύτητα κατά Froude. Πέραν της αρχικής γεωμετρίας αναπτύχθηκαν άλλες 6 γεωμετρίες, με μακρύτερο, με φαρδύτερο, μακρύτερο και φαρδύτερο, βραχύτερο βολβό κατά 15% του αρχικού βολβου, ίδιου σχήματος. Επιπλέον δημιουργήθηκαν και δυο γεωμετρίες χωρίς βολβό, η μία με κάθετη πλώρη και η άλλη με ανεστραμμένη πλώρη. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για την διακριτοποίηση και μοντελοποίηση ήταν να προσδιοριστούν όλες οι παράμετροι που απαιτούνται, κατά τα πρότυπα του ΙΤΤC, για την αρχική γεωμετρία. Κατόπιν, οι ίδιες ακριβώς παράμετροι εφαρμόστηκαν και για τα μοντέλα των υπολοίπων γεωμετριών, ώστε να εξασφαλιστεί η ομοιομορφία του προβλήματος. Στο σημείο αυτό να αναφερθεί ότι τα μοντέλα αφορούν το συμμετρικό πρόβλημα για λόγους οικονομίας υπολογιστικής ισχύος, καθώς όλα τα φαινόμενα που μελετήθηκαν είναι συμμετρικά κατά το διάμηκες επίπεδο του πλοίου. Το σώμα θεωρήθηκε ακίνητο και μόνο ρευστό κινούταν σε σχέση με τη γάστρα. Στα αποτελέσματα φαίνεται ότι η βρεχώμενη επιφάνεια δεν επηρεάζεται σημαντικά, παρά μόνο της τάξης της μονάδας τοις χιλίοις, οπότε και θεωρείται αμελητέα η επίδραση της τριβής στην σύγκριση της αντίσταση ρυμούλκησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα αποτελέσματα τα οποία εξάχθηκαν σε αυτή τη διπλωματική εργασία, έρχονται σε συμφωνία με τα αποτελέσματα άλλων εργασιών που είχαν παρεμφερές αντικείμενο. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να ισχυριστούμε ότι η διαδικασία και το στήσιμο των προσομοιώσεων ήταν ορθά.	el
heal.abstract	The present study focuses on the tow resistance on the calm water of a hull, with diverse bow geometries. The objective goal of this study is to be qualitatively investigated the geometry effect of the bow on the tow resistance, using numerical methods of computational fluid dynamics (CFD). The computational package that was used, is the open-source software OpenFOAM and the open-source software ParaView as well, for post-processing. The study was based on the two most common models DTC and KCS, as well as the related literature that describe them, which were combined for the investigation of the bulb geometry of a ro-passenger ship, with initial length 43.25 meters and service speed 14 knots. The geometry study contained models at scale 1:6=0.16833 and then corrected according to Froude. Besides the initial geometry, there were developed also 6 geometries, with longer, wider, both longer and wider and, finally, shorter by 15% of initial one, in the same shape of bulb. Furthermore, there were created two geometries without bulb, the one with vertical bow and other with a reversed one. The procedure regarding the discretization and the modelling included the definition of all the required parameters, in accordance with ITTC standards, for the initial geometry. After that, the same parameters were applied for the development of the modelling of the rest geometries, in order to be ensured that the problem is uniform. It is noteworthy that the models are developed in symmetry for saving computational resource, as all the phenomena that were studied, are symmetrical on the longitudinal plane of the ship. The body was considered as stationary and only the fluid was in motion with respect to the hull. The results indicate that the wet surface is not affected significantly, just in the order of magnitude of millions, thus the friction effect is considered as negligible, compared to the tow resistance one. It is remarkable that the output results of this diploma thesis, are validated with literature results coming from other similar studies. This is to be claimed that the procedure and the modelling of the simulations are tenable.	en
heal.advisorName	Παπαδάκης, Γεώργιος	el
heal.advisorName	Papadakis, George	en
heal.committeeMemberName	Σπύρου, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγορόπουλος, Γρηγόρης	en
heal.committeeMemberName	Spyrou, Konstantinos	en
heal.committeeMemberName	Grigoropoulos, Grigorios	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	106 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false