1. Improvement of performance assessment and position of sails on-board sailing cargo ships
- Author
-
Arzul, Pierre and Arzul, Pierre
- Abstract
In recent years, the old dream of sailing a cargo ship seems to have been revived, partly through the application of relatively new technologies to shipping (Flettner rotors, DynaRigs, retractable sails, etc.), but also due to a need to reduce the carbon footprint of the industry. New RoRo ships are developed, such as Wallenius’ Oceanbird, or the Neoliner. Design offices express a need to set up computational methods to assess early on the performance of ships. While CFD does provide a great tool to calculate the performance of any ship, naval architects need to have at hand a list of guidelines to locate the different elements on-board (from masts to appendages), and a quick-to-use estimation software that would allow them to work at a timescale that CFD does not permit. This is the goal expressed by Mauric Company, a French Design office, to develop a method to be able to estimate in several hours the performance of a ship under various wind conditions, and to conclude on the best locations for the masts and the appendages given a certain number of inputs (hull shape, sails coefficients, etc.). A workflow has been proposed to meet theses requirements, made-up of three steps, using three different computational tools. The first one has been fully developed throughout this work and has been checked mainly thanks to the use of CFD data relative to the Neoliner, but also thanks to tank tests, and CFD data from other ships. It provides the designers’ team with both general guidelines to follow and conclusions on the positions of masts and appendages. The second and third steps rely heavily on by-part software and allow for respectively a refining of the first estimations and a control of the manoeuvring capabilities of the ship. All three steps taken altogether provide the users with a clearer picture of the influence basic parameters might have on the behaviour of the ship. However, due to the lack of thorough and multiple studies on the topic – especially on the mo, På senare år tycks den gamla drömmen om att segla ett lastfartyg ha återupplivats, dels genom tillämpning av relativt ny teknik inom sjöfarten (Flettner-rotorer, DynaRigs, infällbara segel etc.), men också på grund av ett behov av att minska industrins koldioxidavtryck. Nya RoRofartyg utvecklas, såsom Oceanbird eller Neoliner. Designkontoren uttrycker ett behov av att sätta upp beräkningsmetoder för tidig bedömning av fartygens prestanda. Även om CFD är ett utmärkt verktyg för att beräkna prestanda för alla fartyg, måste fartygskonstruktörer ha en lista med riktlinjer för att lokalisera de olika elementen ombord (från master till bihang), och ett snabbt analysverktyg som möjliggör dem att arbeta på en tidsskala som CFD inte tillåter. Detta är målet som uttryckts av Mauric Company, att utveckla en metod för att på timmar uppskatta ett fartygs prestanda under olika vindförhållanden, och att bedöma de bästa placeringarna för masten och bihangen givet ett antal utgångspunkter (skrovform, segelkoefficienter, etc.). Ett arbetsflöde har föreslagits för att uppfylla dessa krav, bestående av tre steg, med hjälp av tre olika beräkningsverktyg. Det första har utvecklats fullt ut under detta arbete och har kontrollerats mot CFD-data i förhållande till Neoliner, men också mot CFD-data från andra fartyg. Det ger designteamet både allmänna riktlinjer att följa och slutsatser om mastens och bihangens positioner. Det andra och tredje steget är starkt beroende av andra parters programvara och möjliggör en förfining av de initiala uppskattningarna och en kontroll av fartygets manövrerbarhet. Alla tre steg som tillsammans ger användarna en tydligare bild av vilken påverkan grundläggande parametrar kan ha på fartygets beteende. Men på grund av bristen på grundliga och flera studier i ämnet – särskilt om modelleringen av den sidokraft som utövas på skrovet – skulle det mycket empiriska tillvägagångssätt som antagits för detta arbete behöva ses över under de kommande åren i ljuset av pote
- Published
- 2024