Prosjektnummer
900784
Kystfiskefartøyer: Bruk av finner i forskipet for å dempe stampebevegelser
Resultatene fra prosjektet viser at selv små finner plassert i forskipet kan hjelpe godt mot stampebevegelser. Regelverk og tilrettelegging for arbeidsprosesser om bord på kystfiskefartøy har ført til fartøydesign som gir store stampebevegelser i vanlige sjøtilstander. For å redusere disse har man i prosjektet undersøkt muligheten for å dempe disse bevegelsene ved å montere finner i forskipet. Finnene skaper en kraft som virker mot stampebevegelsen. Det finnes fartøyer i Norge hvor slike finner er montert og praktiske erfaringer tilsier at de virker, men det er usikkert hvor mye de bidrar og hvordan bidraget utvikler seg med bølgehøyde og fartøyshastighet.
Det er gjennomført to sett av beregninger der tre fartøy med lengde på 15, 21 og 28 m i bølgehøyder fra 1 til 3 m ble testet med og uten finner. Det første settet av beregninger viser hvordan effekten av finnene varierer med langskips plassering, mens det andre viser hvordan en fornuftig plassert finne virker over hastighetsområdet 0–6 knop.
Størrelsen på de kraftigste utslagene i stamp reduserer i størrelsesorden 10–30 % avhengig av hastighet og bølgehøyde. Tilleggsmotstanden i bølger påvirkes også av finnene, og vil i fordelaktige tilfeller kunne gi i størrelsesorden 10 % reduksjon av tilleggsmotstanden fartøyet opplever i sjøen. Mindre optimale forhold kan føre til en økning av denne motstandskomponenten på 5–8 %. Dempingen av stampebevegelsen blir bare mindre påvirket av endringer av finnens monteringsvinkel og vil aldri bidra til større bevegelser.
Rapporten viser at effekten av finnene er størst i hastighetsområdet 2–4 knop hvor fartøyene opplever størst stampebevegelser uten finner. Beregningene viser at effekten av finnene er størst jo lengre frem og ned på fartøyet finnene er plassert. Det ble også slått fast at virkningene av finner blir dårligere ved plassering lenger bak på fartøyet, og en plassering aktenfor fartøyets tyngdepunkt viser negativ effekt.
Effekten av stampedempende finner ble ikke evaluert i høyere hastighetsområder, men man forventer at den også der vil være positiv. For å sikre optimal virkning av stampedempende finner bør det før installasjon gjennomføres en mer detaljert analyse av strømningsforhold på aktuelt skrog slik at optimal plassering og orientering oppnås.
-
Nyhet: Notat med oppsummering
SINTEF-notat. 1.10.2012. Av Karl Gunnar Aarsæther.
-
Rapport: Appendix B: Response amplitude operators
SINTEF. Rapport A23384. Appendix B. September 2012.
-
Rapport: Teknisk rapport (Appendix A): Virkning av stampekjøl på kystfartøy. Modellbeskrivelse, teknisk oppsett og resultater
SINTEF. Rapport A23384. Appendix A. Av Karl Gunnar Aarsæther.
-
Rapport: Virkning av stampekjøl på kystfartøy
SINTEF. Rapport A23384. 18.09.2012 Av Karl Gunnar Aarsæther.
-
Videofilm: Kystfiskefartøyer: Finner for å dempe stamping
SINTEF Fiskeri og havbruk. HDTV. 18.09.2012.
Naval Consult AS er i gang med å utvikle et 20.99 m autolinefartøy for rederiet Havstjerna AS. Det er en kjent sak at fartøy med denne størrelse/lengde og med normal utrustning vil erfare store stampebevegelser (gyngestol-effekt) som medfører vanskelige arbeidsforhold om bord. Noen fartøy på denne størrelsen har fått installert finner og det hevdes at disse har en betydelig dempingseffekt.
Simulering av dempingseffekt og fartstap i stille vann og bølger med ulik plassering og utforming av finner på 3–4 ulike fartøystørrelser på mellom 15 og 25 m vil gi en generell kunnskap som kan brukes for prediksjon av dempingseffekt, samt hjelp til utforming og plassering av finner for denne fartøygruppen.
Prosjektet som tenkes utført har forankring både i FHF sine handlingsplaner og SINTEF Fiskeri og havbruk (SFH) sin satsing på å utvikle simuleringsverktøy
Å utarbeide et dataunderlag for å bestemme hvilken effekt stampedempende finner med en valgt form, størrelse og plassering har på kystfiskefartøy mellom 15 og 21 m.
Tungt utstyrte fiskefartøyer med lengde mellom 15 og 21 m har kraftige stampebevegelser i normalt vær/dårlig vær. Prosjektet skal lage et underlag som kan brukes til å bestemme hvilken effekt en valgt form, størrelse og plassering av stampedempende finner vil ha på slike fartøy. Med velfungerende stampedempende finner vil arbeidsforholdene om bord bli betydelig forbedret i sjøgang og motstandstillegget redusert. Dette gjelder et stort antall kystfiskefartøyer der ettermontering vil være mulig etter lokal forsterkning av skroget på innsiden.
Det omsøkte beløp vurderes som et rimelig ressursforbruk i forhold til den problemstilling som skal løses. Det kan imidlertid være behov for noen enkle modellforsøk og/eller fullskalaforsøk i ettertid for å verifisere beregningene.
Det omsøkte beløp vurderes som et rimelig ressursforbruk i forhold til den problemstilling som skal løses. Det kan imidlertid være behov for noen enkle modellforsøk og/eller fullskalaforsøk i ettertid for å verifisere beregningene.
Metodikk for gjennomføring
1. Klargjøre 3 skrog med lengde 14.99, 20,99 og 27,99 m med basis i opprinnelig 20,99 og 27,99 m skrog fra Naval Consult og 15 m skrog fra SINTEF Fiskeri og havbruk (SFH).
a. Etablere vekt, tyngdepunkt og massetreghet.
b. Utføre beregninger av sjøegenskaper uten finner ved hjelp av beregningsprogrammet VERES. (Resultatene fra VERES-beregningene brukes for skipsdynamikk i simuleringsstudien).
2. Parametervariasjoner med kombinasjoner av fartøy, finneplassering og sjøtilstand bestemmes sammen med prosjektdeltagerne på første prosjektmøte.
a. Forslag fra SFH med antall case som skal prøves ut og kombinasjon mellom fartøy, havmiljø, og plassering sirkuleres til deltagere før møtet.
b. Bestemme sjøtilstand (irregulær sjø eller enkeltbølger) i kombinasjon med bølgeretning og fartøyshastighet.
c. Bestemme form og dimensjon for finner (valgt finne skaleres ved hjelp av deplasement mellom case skrog).
d. Bestemme alternativer for plasseringer av finner på de ulike skrogene. Plasseringer velges ut ifra det som ansees som mest praktisk og som forventes å gi størst bidrag til bevegelsesdempning.
3. Simulere bevegelser, akselerasjoner og fartstap for ulike kombinasjon av skrog, plassering av finner, hastighet og heading.
a. Simuleringene blir foretatt med allerede eksisterende programvare på SFH med en eksisterende skipsmodell.
b. Nødvendige tilpasninger av modellen og utvikling av finner til skipsmodellen utføres av SFH.
c. Testmatrise med simulatormodeller som gjenskaper case som ble bestemt på 1. prosjektmøte.
d. Testmatrisen evalueres i “batch modus” som automatisering kombinasjoner av skrog, plassering av finner og bølger.
4. Summere opp resultatene fra testmatrisen på en oversiktlig form slik at resultatene kan brukes som “designguide”.
5. Utarbeide rapport, video og nyhetsbrev.
1. Klargjøre 3 skrog med lengde 14.99, 20,99 og 27,99 m med basis i opprinnelig 20,99 og 27,99 m skrog fra Naval Consult og 15 m skrog fra SINTEF Fiskeri og havbruk (SFH).
a. Etablere vekt, tyngdepunkt og massetreghet.
b. Utføre beregninger av sjøegenskaper uten finner ved hjelp av beregningsprogrammet VERES. (Resultatene fra VERES-beregningene brukes for skipsdynamikk i simuleringsstudien).
2. Parametervariasjoner med kombinasjoner av fartøy, finneplassering og sjøtilstand bestemmes sammen med prosjektdeltagerne på første prosjektmøte.
a. Forslag fra SFH med antall case som skal prøves ut og kombinasjon mellom fartøy, havmiljø, og plassering sirkuleres til deltagere før møtet.
b. Bestemme sjøtilstand (irregulær sjø eller enkeltbølger) i kombinasjon med bølgeretning og fartøyshastighet.
c. Bestemme form og dimensjon for finner (valgt finne skaleres ved hjelp av deplasement mellom case skrog).
d. Bestemme alternativer for plasseringer av finner på de ulike skrogene. Plasseringer velges ut ifra det som ansees som mest praktisk og som forventes å gi størst bidrag til bevegelsesdempning.
3. Simulere bevegelser, akselerasjoner og fartstap for ulike kombinasjon av skrog, plassering av finner, hastighet og heading.
a. Simuleringene blir foretatt med allerede eksisterende programvare på SFH med en eksisterende skipsmodell.
b. Nødvendige tilpasninger av modellen og utvikling av finner til skipsmodellen utføres av SFH.
c. Testmatrise med simulatormodeller som gjenskaper case som ble bestemt på 1. prosjektmøte.
d. Testmatrisen evalueres i “batch modus” som automatisering kombinasjoner av skrog, plassering av finner og bølger.
4. Summere opp resultatene fra testmatrisen på en oversiktlig form slik at resultatene kan brukes som “designguide”.
5. Utarbeide rapport, video og nyhetsbrev.
Prosjektets varighet
Prosjektets varighet er ca. 7 uker etter at prosjektet er finansiert og nødvendig underlag er levert fra Naval Consult (skroglinjer for 20,99 m basisfartøy.
Prosjektets varighet er ca. 7 uker etter at prosjektet er finansiert og nødvendig underlag er levert fra Naval Consult (skroglinjer for 20,99 m basisfartøy.
Møter
Det legges opp til 2 møter på Sealab hos SFH:
Møte 1: Diskutere underlagsdata og komme til enighet om oppsett av testmatrise inkl. finnetype og plassering.
Møte 2: Presentere og diskutere resultater før endelig rapport.
Det legges opp til 2 møter på Sealab hos SFH:
Møte 1: Diskutere underlagsdata og komme til enighet om oppsett av testmatrise inkl. finnetype og plassering.
Møte 2: Presentere og diskutere resultater før endelig rapport.
Resultatene blir presentert i en kort rapport samt nyhetsbrev som blir gjort tilgjengelig på FHF sine hjemmesider, samt på SINTEF Fiskeri og havbruk sine nettsider.