Ny fartygsdesign kräver bättre prognosmetoder

Hydrodynamisk förbättring är en av grundpelarna för att möjliggöra en mer energieffektiv sjöfart.  Detta kräver att metoderna och verktygen för hydrodynamisk prestandautvärdering ständigt följer med teknikutvecklingen och uppfyller noggrannhetskraven.

I en Lighthouseförstudie skriven av Sofia Werner, SSPA, ges förslag på en forskning- och utvecklingsagenda rörande de metoder som används för att prognostisera fartygs prestanda i stilla vatten. Det långsiktiga syftet är att inte låta de standarder och metoder som används i den hydrodynamiska projekteringen av fartyg stå i vägen för energibesparande innovativ design, vilket delvis är fallet idag.

Rätt val viktigt
Följande exempel visar vilken stor effekt på energieffektiviseringsarbetet som en eventuellt felaktig prognos kan få:

Under projekteringen av ett nytt fartyg skall man välja mellan två innovativa propellrar från olika tillverkare. Jämförande modellförsök utförs. Den ena propellern är 3% effektivare, dvs med den kommer fartyget att använda 3% mindre bränsle. På grund av felaktigheter i utvärderingsmetoden så framkommer inte detta. Om man utifrån felaktiga resultat väljer ”fel” propeller går man miste om en bränslebesparing på 3%. Om fartyget byggs i 10 exemplar och de har en drifttid på 25 år, blir det en missad bränslebesparing på 170 000 ton vilket motsvarar ca 2000GWh (80MWh/år).

Nya noggrannhetskrav
Energieffektivisering av fartyg kräver korrekta standardmetoder för prestandautvärdering i designfasen. Dagens metoder för extrapolering av modellförsöksresultat har fungerat bra i många år. Men nu har noggrannhetskraven höjts och med ny innovativ design har användningsområdet utvidgats. Uppkomsten av beräkningsmetoder, CFD, har givit nya möjligheter att förbättra metoderna. Men rena CFD-baserade prognoser kan inte ersätta modellförsök för detta syfte. Istället föreslår förstudien utveckling av hybrid-metoder, som använder både experiment (EFD) och beräkningar (CFD).

För att de nya metoderna skall vara tillförlitliga, krävs ett stort utvecklingsarbete kring konfidens av CFD-beräkningar. En forskningsagenda föreslås och processen att ansöka om forskningsmedel har redan startat.

Förstudien har initierats av Lighthouse. Delfinansiering har också erhållits från Hugo Hammars fond för sjöfartsteknisk forskning.  Arbetet har utförts av Sofia Werner, SSPA Sweden AB och Rickard Bensow, Avd. Marin Teknik, Chalmers Tekniska Högskola.Related content: 

• Förbättrade prestandaprognoser och driftsoptimering av fartyg
• Läs hela förstudien: För förbättrade metoder för prestandaprognostisering av fartyg (PDF)