F E A T U R E C F D & H Y D R O D Y N A MI C S C F D & H Y D R O D Y N A MI C S


D E SI G N O P TI MI S A TI O N U SI N G C O M P U T A TI O N A L F L UI D D Y N A MI C S


B y J o h n at h a n G r e e n , B M T, e m ail: j o h n at h a n. gr e e n @ b mt gl o b al. c o m S HI P D E SI G N S PI R A L


M a xi mi si n g pr o p ul si o n e ffi ci e n c y, r e d u ci n g h ull r e si st a n c e a n d e n s uri n g s e a k e e pi n g a bilit y – b ef or e a s hi p fir st t o u c h e s t h e w at er it s d e si g n h a s m et a m atri x of d e si g n p ar a m et er s. O wi n g t o t h e i n cr e a s e d a d o pti o n of n u m eri c al m et h o d s of a n al y si s a cr o s s i n d u str y, s hi p d e si g n er s h a v e a c c e s s t o m or e t o ol s a n d t e c h ni q u e s t h a n b ef or e t o ai d i n s hi p d e si g n. Ri si n g f u el c o st s, c ar b o n e mi s si o n s t ar g et s a n d m or e c h all e n gi n g o p er ati o n al r e q uir e m e nt s ar e pr e s si n g s hi p d e si g n er s t o m a k e e ffi ci e nt u s e of t h e s e t o ol s t o d eli v er o pti m al s hi p d e si g n s.


D e si g ni n g a s hi p i s a c h all e n gi n g e n gi n e eri n g u n d ert a ki n g a n d r e q uir e s a s u b st a nti al l e v el of t e c h ni c al e x p erti s e a cr o s s m ulti pl e di s ci pli n e s. T h e s hi p d e si g n s pir al i s a r e pr e s e nt ati o n of t h e m ulti pl e st a g e s of s hi p d e si g n – c o n c e pt, pr eli mi n ar y, c o ntr a ct a n d d et ail e d d e si g n.


W hil st t h e s hi p d e si g n s pir al a p p e ar s s uit a bl e it c a n pr o v e c h all e n gi n g t o i m pl e m e nt. D u e t o t h e e x p a n di n g n u m b er of s hi p s y st e m s a gr o wi n g n u m b er of a n al y s e s ar e n e e d e d. F oll o wi n g t h e s hi p d e si g n s pir al c a n m e a n a d et ail e d a n al y si s i s n ot p erf or m e d f or all s y st e m s o n all d e si g n s.


L a n di n g c r a tt d e si g n R e c e nt s hi p d e si g n pr o gr a m m e s ill u str at e f u n d a m e nt al c h a n g e s i n mi s si o n a n d p erf or m a n c e r e q uir e m e nt s, n e c e s sit ati n g s hi p d e si g n s w hi c h m a y b e r a di c all y di ff er e nt fr o m c urr e nt s hi p s i n o p er ati o n. O n e di ffi c ult y i n d e si g ni n g s u c h n e w c o n c e pt s i s t h e l a c k of e x p eri e n c e fr o m w hi c h t o dr a w w h e n p erf or mi n g


5 0 T H E N A V A L A R C HI T E C T


d e si g n st u di e s, l a n di n g cr a tt ar e a n e x a m pl e of t hi s s hi tt. L a n di n g cr a tt ar e i n cr e a si n gl y r e q uir e d t o b e l a u n c h e d f urt h er o ff s h or e, m a ki n g t h e h ull f or m c h all e n gi n g t o d e si g n a s t h e y n e e d t o: • •


• •


r e m ai n st a bl e o n c e o n t h e b e a c h; a n d


e n s ur e s u ffi ci e nt i n di c at e d h or s e p o w er a s dr a u g ht c o n str ai nt s l e a d t o s m all er t h a n o pti m al pr o p ell er s.


T hr o u g h si m ul ati o n- b a s e d n u m eri c al m et h o d s s hi p d e si g n er s c a n p erf or m c o m pl e x a n al y s e s m or e r a pi dl y a n d at a r e d u c e d c o st – e n a bli n g m or e e ffi ci e nt d e si g n s a n d f a cilit ati n g pr o gr e s s t hr o u g h t h e s hi p d e si g n s pir al. N u m eri c al m et h o d s s u c h a s c o m p ut ati o n al fl ui d d y n a mi c s ( C F D) c a n e st a bli s h m a n y d e si g n p ar a m et er s i n cl u di n g m ai n h ull r e si st a n c e, a p p e n d a g e dr a g, s hi p p o w eri n g c o e ffi ci e nt s, air r e si st a n c e, air fl o w a n d s u p er str u ct ur e i nt er a cti o n, a n d g a s e mi s si o n s.


T h e C AI M E N l a n di n g cr a tt – d e si g n e d t o s u p p ort e x p e diti o n ar y o p er ati o n s w orl d wi d e, r a n gi n g fr o m a m p hi bi o u s a s s a ult t o di s a st er r eli ef a n d h u m a nit ari a n ai d – i s a n e x a m pl e of t h e s u c c e s sf ul a p pli c ati o n of n u m eri c al m et h o d s of a n al y si s. U si n g a C F D- b a s e d a p pr o a c h, B M T w a s a bl e t o d e-ri s k a n d e x p e dit e t h e d eli v er y of n e w l a n di n g cr a tt d e si g n s t o m e et t h e o p er ati o n al r e q uir e m e nt s of m o d er n- d a y n a vi e s.


C F D v e ri fi c ati o n a n d v ali d ati o n V eri fi c ati o n a n d v ali d ati o n ar e t h e pri n ci p al m e a n s f or a s s e s si n g t h e a c c ur a c y a n d r eli a bilit y of C F D


o p er at e i n s h all o w w at er a s w ell a s t h e o p e n o c e a n;


o p er at e i n f oll o wi n g s e a s w h e n a p pr o a c hi n g t h e s h or e;


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