Σχεδίαση μορφής γάστρας πλοίου εμπορευματοκιβωτίων με        κριτήριο την αντίσταση σε ήρεμο νερό και σε κυματισμούς

Τζαβάρα, Αιμιλία - Ευαγγελία; Tzavara, Aimilia - Evangelia

dc.contributor.author	Τζαβάρα, Αιμιλία - Ευαγγελία	el
dc.contributor.author	Tzavara, Aimilia - Evangelia	en
dc.date.accessioned	2022-11-23T08:24:17Z
dc.date.available	2022-11-23T08:24:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56216
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23914
dc.rights	Default License
dc.subject	Hydrodynamic optimization	en
dc.subject	DTC	en
dc.subject	Free form deformation	en
dc.subject	CAESES	en
dc.subject	SHIPFLOW	en
dc.subject	Υδροδυναμική βελτιστοποίηση πλοίου εμπορευματοκιβωτίων	el
dc.subject	Αντίσταση σε ήρεμο νερό	el
dc.subject	Πρόσθετη αντίσταση σε τυχαίους κυματισμούς	el
dc.subject	Προσομοίωση συνεκτικής ροής ρευστού	el
dc.subject	Ελεύθερη παραμόρφωση βολβού	el
dc.subject	Σχεδίαση με βάση την προσομοίωση	el
dc.title	Σχεδίαση μορφής γάστρας πλοίου εμπορευματοκιβωτίων με κριτήριο την αντίσταση σε ήρεμο νερό και σε κυματισμούς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Naval Architecture & Marine Engineering	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-18
heal.abstract	Στη ναυπηγική βιομηχανία, εντάσσονται ολοένα περισσότεροι και αυστηρότεροι κανονι-σμοί με σκοπό τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της. Ο διεθνής ναυτιλιακός οργανισμός (ΙΜΟ), έχει εισάγει τους δείκτες ενεργειακής απόδοσης EEXI, EEDI, οι οποίοι υποδεικνύουν τις επιτρεπόμενες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα για ένα πλοίο (υπάρχον και υπό μελέτη) και έτσι βοηθούν στην προώθηση ενεργειακά αποδοτικότερων και λιγότερο ρυπογόνων πλοίων. Οι δείκτες αυτοί, αποτελούν μέτρα που έχουν ενταχθεί στην γενικότερη στρατηγική του IMO για την μείωση των εκπομπών που προέρχονται από τη ναυτιλία, όπου για κάθε πλοίο, οι τιμές τους πρέπει να είναι χαμηλότερες από μια επιτρεπόμενη τιμή. Οι επιτρεπόμενες αυτές τιμές γίνονται όλο και πιο περιοριστικές με την πάροδο του χρόνου, καθώς μειώνονται ανά τακτά χρονικά διαστήματα τα ανώτατα όρια τους, λόγω της επιτακτικής ανάγκης για την προστασία του περιβάλλοντος. Οι πλοιοκτήτες και τα ναυπηγεία λοιπόν, πρέπει να βρουν τρόπους ώστε να συμπορευτούν με όλες αυτές τις νέες απαιτήσεις, κατασκευάζοντας υδροδυναμικά αποδοτικά πλοία που ικανοποιούν τους κανονισμούς και ταυτόχρονα παραμένουν κερδοφόρα. Παράλληλα, οι αυξήσεις των τιμών των καυσίμων καθιστούν ακόμη πιο άμεση την ανάγκη για εύρεση, ενεργειακά και οικονομικά αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων. Συμπεραίνεται λοιπόν, πως η μειωμένη κατανάλωση του καυσίμου είναι πλέον βασικό κριτήριο σχεδιασμού στη ναυπηγική, οπότε όσο πιο καλή υδροδυναμική απόδοση έχει μία γάστρα, τόσο μειώνεται η κατανάλωση καυσίμων, οπότε επιτυγχάνεται μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα και ταυτόχρονα μειωμένο κόστος καυσίμων. Καθώς το σχήμα της γάστρας επηρεάζει σημαντικά την υδροδυναμική απόδοση του πλοίου, μία από τις πιο συνήθεις τεχνικές κατά την προμελέτη, για την βελτίωση της υδροδυναμικής συμπεριφοράς του, είναι η προσπάθεια μείωσης της αντίστασής του σε ήρεμο νερό, μέσω αλλαγών στη γεωμετρία της γάστρας. Επιπλέον, μία πιο σύγχρονη προσέγγιση αποτελεί και η προσπάθεια μείωσης της πρόσθετης αντίστασης που εμφανίζεται όταν το πλοίο πλέει υπό την επίδραση κυματισμών. Μάλιστα, η απαίτηση ισχύος σε κύματα περιλαμβάνεται στον δείκτη EEDI μέσω του δείκτη EEDI_weather και επομένως η δυνατό-τητα πρόβλεψης της πρόσθετης αντίστασης στα κύματα κατά την προμελέτη, είναι πλέον εξίσου σημαντική. Το κριτήριο όμως της καλής υδροδυναμικής απόδοσης, πρέπει να ικανοποιείται σε συνδυασμό με την βέλτιστη δυνατή ικανοποίηση των οικονομικών και λειτουργικών αναγκών του πλοίου. Εξαιτίας λοιπόν όλων των παραπάνω, εισάγεται στην ναυπηγική σχεδίαση η έννοια της βελτιστοποίησης, δηλαδή μίας διαδικασίας όπου ο σχεδιαστής πρέπει να λάβει υπόψη του πολλά και αντικρουόμενα κριτήρια σχεδίασης και να αναπτύξει μία μορφή γάστρας, όσο το δυνατόν περισσότερο αποδοτική οικονομικά και υδροδυναμικά. Με τη βοήθεια της παραμετρικής σχεδίασης και των εργαλείων προσομοίωσης CFD, ο σχεδιαστής ναυπηγός μπορεί να αναπτύξει ένα μεγάλο αριθμό πιθανών εναλλακτικών σχεδίων και να προσδιορίσει τελικά τη βέλτιστη λύση που θα ικανοποιεί όσο το δυνατόν καλύτερα τους απαιτούμενους περιορισμούς, γρήγορα και αποτελεσματικά. Στην παρούσα διπλωματική γίνεται μία προσέγγιση αυτής της διαδικασίας για ένα πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, με σκοπό τη βελτιστοποίηση της υδροδυναμικής του συμπεριφοράς με κριτήριο την αντίσταση του σε ήρεμο νερό και σε κυματισμούς. Η βελτιστοποίηση πραγματοποιήθηκε επιβάλλοντας αλλαγές στο βολβό της γάστρας του. Για τις παραμετρικές μορφοποιήσεις χρησιμοποιήθηκε το σχεδιαστικό πρόγραμμα CAESES – Friendship Framework, αξιοποιώντας την ημι – παραμετρική τεχνική ελεύθερης παραμόρφωσης γεωμετρίας (FREE FORM DEFORMATION). Στην συνέχεια η υδροδυναμική αξιολόγηση των νέων γαστρών έγινε μέσω προσομοιώσεων στο λογισμικό SHIPFLOW για ιδανική και συνεκτική ροή ρευστού. Η αξιοπιστία των προσομοιώσεων, αξιολογήθηκε μέσω επαλήθευσης που πραγματοποιήθηκε μεταξύ πειραματικών και αριθμητικών αποτελεσμάτων. Οι νέες μορφές γάστρας αξιολογήθηκαν ως προς την αντίστασή τους σε ήρεμο νερό για ένα εύρος ταχυτήτων λειτουργίας και έτσι προέκυψαν κάποιες βέλτιστες σχεδιαστικές λύσεις. Στη συνέχεια, οι βέλτιστες αυτές γάστρες αξιολογήθηκαν και ως προς την πρόσθετη αντίστασή τους σε κυματισμούς και την συνολική αντίσταση που προέκυψε κατά την πλεύση τους σε τρεις καταστάσεις θάλασσας.	el
heal.advisorName	Ζαραφωνίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Ζαραφωνίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγορόπουλος, Γρηγόρης	el
heal.committeeMemberName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλάσσιων Μεταφορών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false