Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad reza Zamani foroshani,Shahriar Mansourzadeh
احمدرضا زمانی فروشانی (استاد راهنما) شهریار منصورزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Shahabadifarahani
محمد شاه آبادی فراهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Experimental and Numerical Study on Caspian3 Supply Vessel of KEPCO Company
One of the most important steps in the hydrodynamic analysis of surface vessels or underwater vehicles is determination of fluid resistance. This step achieved by performing resistance tests in a towing tank or using numerical methods. In this research the resistance and the wave profile around the Caspian3 surface vessel hull, constructed by KEPCO Company, is experimentally and numerically investigated. Caspian3 is one of the largest supply vessels in Iran. The main application of supply vessel is to transfer the drilling rigs. One of the main characteristics of the Caspian3 is its moonpool. Moonpool is a wetted opening, located near the midship, and allows researchers to take their vehicles and tools into the water in a safer circumstance. The effect of moonpool on the vehicle resistance at various Froude number in the range of 0.139-0.370 is studied by performing a set of experiments in the subsea R D towing tank of Isfahan University of Technology (IUT) and using numerical commercial Ansys-CFX code. The towing tank of IUT has a length of 108 meters, width of 2 meters and a depth of 2.2 meters. A 1:37.2 scaled model with a length of 2 meters, width of 0.47 meter and a draft of 0.17 meters is fabricated to perform the experiments based on ITTC procedures. The experimental results obtained agreed well with those obtained by HSVA towing tank, using a 1:17.2 scaled model. HSVA is one of the most well equipped ITTC members. The experiments with this model, in HSVA, were carried out in 2010. During the IUT tests a dynamometer is used to measure the forces and torques in 3 directions. The model is filled with sufficient lead blocks, in order to obtain a draft corresponding to the real vessel draft. The wave profiles around the hull vessel for various Froude number are also investigated. Using a video camera the wave profile is captured at various Froude numbers. In the numerical part of the present work, a two phase flow model is used to simulate the steady state motion of the vessel. The domain is consisted of water and air fluids, separated by a free surface. An unstructured mesh around the ship hull used. A boundary layer around the hull surface, as well as, the moon pool peripheral walls is considered, in order to obtain more accurate results. A larger number of meshes at the free surface and around the hull are used to achieve convergences and to obtain accurate results. A k-? turbulent model is used in the numerical study. The Contours of volume fraction obtained from the numerical simulations, indicating the flow structure around the hull, agree well with the wave profile observed during experimental results. All experimental and numerical studies are carried out for both open and closed moonpool. The results obtained for the resistance using experimental and numerical method for open and closed moonpool differ up to 6 percent. The numerical and experimental results show that the total resistance of the ship with open moonpool is 21% larger than that of closed moon pool. Key words Resistance test; Towing tank; ITTC; moonpool ; Ansys-CFX
یک گام مهم در تحلیل هیدرودینامیکی شناور های سطحی و زیر سطحی تعیین مقاومت سیال در برابر حرکت شناور می باشد. پژوهش حاضر به بررسی مقاومت ناشی از حرکت شناور سطحی و نیروی رانش مورد نیاز آن و بررسی پروفیل های موج تشکیل شده روی بدنه می پردازد. شناور مورد بررسی کشتی پشتیبان کاسپین 3 شرکت نفت خزر می باشد. از مشخصه های شناور کاسپین 3 می توان به وجود یک مون پول [1] در کف آن اشاره کرد. جهت به دست آوردن مقاومت مورد نظر از آزمون های حوضچه کشش و محاسبات عددی توسط کد تجاری Ansys CFX بهره گرفته شده است. در این روش با مدلی از شناور با مقیاس 2/1:37 به طول 2 متر ، عرض 437/0 متر و آبخور 174/0 متر در آزمون های تجربی در محدوده اعداد فرود 139/0 تا 37/0 در حوضچه کشش دانشگاه صنعتی اصفهان استفاده شده است. مراحل مختلف آزمون های تجربی بر حسب استانداردهایITTC انجام شده است. نتایج بدست آمده با نتایج آزمون های انجام شده توسط موسسه HSVA آلمان که آزمون های مشابهی بر روی مدلی با مقیاس 2/1:17 انجام داده است مقایسه شده است. نتایج حاصله حاکی از تطابق خوب اندازه گیری های انجام شده در حوضچه دانشگاه صنعتی اصفهان با نمونه انجام شده در موسسه HSVA می باشد. اگرچه در اندازه مدل های بکار رفته، ابعاد حوضچه کشش و سیستم های اندازه گیری در حوضچه تفاوتهایی وجود دارد با این وجود مقایسه نتایج دو حوضچه نشان می دهد که روند تغییرات نیروی مقاوم گزارش شده در دو حوضچه در اعداد فرود مختلف به یکدیگر نزدیک می باشد. بطوریکه محدوده اختلاف اندازه گیری در گزارشات ارائه شده از دو حوضچه در محدود 1% تا 19% است. علاوه بر آزمون های تجربی بر روی مدل شناور، حل عددی نیز ارائه گردیده است. هر کدام از آزمون های تجربی و محاسبات عددی، در حضور مون پول و بدون حضور آن انجام گردیده است و این امکان فراهم می گردد که به بررسی اثرات حضور مون پول در تعیین نیروی مقاوم پرداخت. مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان می دهد که میزان اختلاف نیرو بدست آمده در محاسبات عددی و آزمایشگاهی در هر دوحالت باز و بسته مون پول حدود 6% می باشد. کلمات کلیدی : دینامیک سیالات محاسباتی ؛ آزمون های تجربی ؛حوضچه کشش؛ تست مقاومت؛ کاسپین3؛ جریان سطح آزاد؛ مون پول. [1] moonpool

ارتقاء امنیت وب با وف بومی