Simularea numerică a performanțelor hidrodinamice ale corpului navei

Abstract

În contextul actual procesul modern de proiectare a navelor impune mai multe provocări din punct de vedere al geometriei, economiei și, mai recent, al eficienței energetice. De acea este foarte importantă existenţa unui instrument flexibil, fiabil şi eficient pentru a înţelege performanţa hidrodinamică a navei aflate în mişcare, fie în apă calmă, fie în valuri, şi a evalua diferitele aspecte hidrodinamice în diverse stări ale navei. Metodele clasice experimentale, statistice sau analitice au propriilor lor limitări având în vedere costul, aplicabilitatea şi flexibilitatea lor pentru a gestiona scopuri generice, de optimizare şi forme neconvenţionale ale navelor. Deși metodele experimentale sunt cele mai exacte și cele mai realiste abordări în toate aplicațiile de inginerie și în special în domeniul hidrodinamic al navelor, costul lor este semnificativ și aplicabilitatea lor în procesul de optimizare este irealizabilă. Pe de altă parte, abordările bazate pe metodele teoretice sunt limitate doar la navele convenționale, ceea ce face imposibilă aplicarea lor la noile modele. Ultimele trei decenii au arătat o creştere semnificativă a aplicaţiilor CFD (Computational Fluid Dynamic) în hidrodinamica navelor, în ceea ce priveşte rezistenţa, propulsia, perfromanțele de seakeeping, manevrabilitatea şi multe alte aplicaţii. Ţinând cont de dezvoltarea enormă a capacităţilor de calcul, care a dus recent la performanțe ridicate (High Performance Computing) și facilități de cloud computing, recent CFD poate fi util pentru a analiza aspectele hidrodinamice ale navei cu un nivel de precizie foarte mare. Totodată, flexibilitatea metodei CFD este nelimitată, ceea ce o face potrivită pentru a analiza chiar şi cele mai complexe scenarii din hidrodinamica navelor, cum ar fi scufundarea, pierderea stabilităților sau scenarii de accidente complexe, care cu siguranță nu pot fi studiate folosind o abordare experimentală.