Les navires sont les principaux modes de transport pour le commerce mondial car or truck ils sont efficients et efficaces. L’amélioration des performances aérodynamiques du navire pourrait réduire la consommation de carburant et améliorer la vitesse, améliorant encore l’économie du transportation maritime. Récemment, des chercheurs du Japon et du Vietnam ont démontré que les couvertures de proue à plaque plate sur les navires peuvent réduire la traînée de vent globale des navires de près de 40 %, ce qui pourrait entraîner d’énormes économies de carburant.
Le transportation maritime représente furthermore de 80 % du commerce international. Il est facilité par des superstructures, telles que des navires à passagers, des porte-conteneurs, des pétroliers et des car or truck-ferries rouliers, ce qui le rend efficace et economical. Néanmoins, il existe un besoin toujours furthermore pressant de rendre le transportation maritime additionally économique. À cet égard, les scientifiques ont mené de nombreuses études pour améliorer les performances aérodynamiques des navires, qui sont confrontés à une power de traînée importante des vents sur leur coque au-dessus de l’eau – le corps noticeable du navire – lorsqu’ils naviguent.
Récemment, un groupe de recherche sur la coopération internationale – comprenant le Dr Ngoc-Tam Bui, professeur adjoint au Collège d’ingénierie des systèmes et des sciences de l’Institut de technologie de Shibaura et le Dr Ngo Van He et le Dr Ngo Van Hien, professeurs associés de L’Université des sciences et technologies de Hanoï – a simulé et comparé différentes couvertures d’étrave (l’avant de la coque), qui réduisent la traînée totale du vent agissant sur les navires. Leurs travaux ont été mis en ligne le 31 janvier 2023 et publiés dans le volume 270 de la revue Ocean Engineering le 15 février 2023.
Le professeur Bui explique brièvement la méthodologie de recherche. “Ce travail a utilisé ANSYS-Fluent, un logiciel business, pour effectuer des simulations de dynamique des fluides computationnelle (CFD). Ici, un petit navire à passagers (avec et sans couverture de proue) et ses environs ont été divisés en tens of millions d’éléments à l’aide d’un maillage — une grille numérique. Ensuite, “les équations de Navier-Stokes moyennées de Reynolds”, qui représentent le mouvement d’écoulement de fluide moyenné dans le temps pour chaque élément, ont été résolues à l’aide d’un modèle visqueux turbulent. Leurs résultats combinés ont donné la traînée du vent agissant sur le navire au-dessus de l’eau coque.”
Les chercheurs ont découvert qu’un maillage as well as fin donnait des résultats as well as précis, avec 23,62 hundreds of thousands d’éléments comme nombre optimum. De plus, un modèle appelé ‘detached-eddy-simulation (DES) k-ε’ a produit la traînée de vent la as well as faible parmi les cinq modèles visqueux turbulents testés dans ce travail. En utilisant le maillage optimal et le modèle DES k-ε, les chercheurs ont effectué des simulations CFD pour sept couvertures d’arc en forme de plaque plate de différentes longueurs et hauteurs, ainsi qu’une couverture profilée conventionnelle. “La région de pression dynamique autour de la proue et la traînée du vent ont considérablement diminué avec l’augmentation de la hauteur de la couverture de la plaque plate. Le navire a fait experience à une traînée totale inférieure de 38,71 % avec une couverture de proue de 2,4 m de haut par rapport à une de, 37 m de haut. Cette valeur est similaire à la réduction de 42,41 % pour un navire avec une couverture simplifiée », souligne le professeur Bui.
Dans ce travail, les chercheurs mettent également en évidence l’effet de la route du vent sur les performances aérodynamiques d’un navire. La traînée est la as well as élevée, quelle que soit la couverture d’étrave lorsque le vent souffle à un angle de 20o par rapport à la course du navire. De as well as, il est presque nul pour 90o. À des angles in addition grands, la traînée du vent inverse la course, facilitant le mouvement du navire.
Discutant du potentiel futur des travaux actuels, le professeur Bui déclare : « La couverture de proue à plaque plate proposée est easy à fabriquer et réduit la traînée du vent agissant sur un navire presque aussi bien qu’une couverture profilée. Ainsi, elle améliorera les performances aérodynamiques. de petits navires à passagers, ce qui se traduit par de plus grandes économies de mazout et une plus grande efficacité économique dans le transportation maritime. »
Les résultats de ces travaux pourraient s’avérer utiles aux concepteurs et ingénieurs de navires pour optimiser la consommation de carburant, conduisant ainsi à une navigation moreover économique.