Computation of a Cruiser Hull Flow with FINFLO-program

Abstract

Tämän työn tavoitteena on perehtyä FlNFLO-ohjelman koko laskentaketjuun ja suorittaa validointilaskentaa nykyaikaiselle risteilijälle. FINFLO on virtausratkaisija, joka perustuu Reynolds-keskiarvoistettuihin Navier-Stokes yhtälöihin. Nykyaikaisella risteilijällä tarkoitetaan tässä yhteydessä laivaa, jossa on aluksen ollessa paikallaan vedenpinnan läpäisevä bulbi, alavirtausperä ja peräpeili. Laskentaketjuun kuuluu laskentahilan generointi, laskenta-ajon suorittaminen ja laskentatulosten analysointi.

FINFLO:n laskentatuloksia verrataan mallikoetuloksiin ja muiden CFD-ohjelmien (Computational Fluid Dynamics) tuloksiin. Laskentaketjuun perehtymisestä saaduista opeista ja havainnoista, sekä ongelmakohtien parantamisesta on tässä työssä esitetty käyttöoppaan tapainen kuvaus.

Laskennassa ei otettu huomioon peräpeilin mahdollista kastumista eikä laivan kulkuasennon muutosta. FINFLO:n laskentatulokset vastaavat melko hyvin mallikoetuloksia ja muiden CFD-ohjelmien tuloksia. FINFLO-tulosten aaltoprofiili laivan rungolla muistutti muiden CFD-ohjelmien aaltoprofiileja Painegradienttivertailuissa havaittiin potentiaalivirtausohjelmien yliarvioivan painetta perälaivassa. Potkuritason vanavesi ja poikittaisvirtauskomponentit vastasivat yllättävän hyvin mallikoetuloksia ja niiden oikeellisuus paranee entisestään turbulenssimallien kehittyessä. Virtaviivojen vertailussa mallikoetuloksiin oli havaittavissa eroavaisuuksia. FINFLO:lla laskettu vastuskerroin oli 3.3 prosenttia mallikokeissa mitattua suurempi.