Υπολογιστική ανάλυση συστήματος αερολίπανσης για εμπορικό πλοίο & επιπτώσεις στην κατανάλωση

• Main Author: Φωτόπουλος, Ανδρέας
• Other Authors: Μάργαρης, Διονύσιος
• Format: Thesis
• Language: Greek
• Published: 2019
• Subjects: Συστήματα αερολίπανσης; Μείωση συντελεστή επιφανειακής τριβής; Air lubrication systems; Skin friction coefficient reduction; LNG carrier

Σκοπός της παρακάτω εργασίας είναι να παρουσιάσει την εφαρμογή του συστήματος αερολίπανσης σε ένα εμπορικό πλοίο και συγκεκριμένα σε ένα LNG CARRIER χωρητικότητας 154,800 m 3 υγροποιημένου φυσικού αερίου. Με την αερολίπανση μειώνουμε την τριβή μεταξύ της περιβρεχόμενης επιφάνειας του πλοίου και του θαλασσινού νερού, μέσω της έγχυσης αέρα με διάφορες μορφές στον πυθμένα του πλοίου. Στην αρχή της ανάλυσης περιγράφονται αναλυτικά οι 3 τρόποι με τους οποίους επιτυγχάνεται η αερολίπανση καθώς και το πώς εγκαθίσταται το σύστημα σε ένα πλοίο. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι αναλυτικές σχέσεις με τις οποίες υπολογίζονταν ο συντελεστής τριβής και η απαιτούμενη ισχύς πρόωσης τα περασμένα χρόνια, όταν δεν υπήρχαν τα υπολογιστικά προγράμματα. Κατόπιν γίνεται μια εισαγωγή στο προς διερεύνηση πρόβλημα. Αναλύονται οι διαστάσεις του μοντέλου, οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του αλλά και οι παραδοχές που γίνονται στο πρόγραμμα, ώστε να προσεγγίσουμε όσο το δυνατόν καλύτερα το πρόβλημα στην πραγματική του μορφή. Καταδεικνύεται αναλυτικά η δόμηση του προβλήματος στο υπολογιστικό περιβάλλον και επεξηγείται κάθε ρύθμιση που έγινε, ώστε να προσεγγιστούν οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Έχοντας σχεδιάσει τις 2 ξεχωριστές γεωμετρίες για ένα πλοίο με και χωρίς σύστημα αερολίπανσης μεταβάλλουμε την πυκνότητα των πλεγμάτων και αλλάζουμε τεχνικές κατά την πλεγματοποίηση, ώστε να φτάσουμε σε σημείο να μην μεταβάλλεται ο συντελεστής τριβής που παίρνουμε. Αυτό ονομάζεται ανεξαρτητοποίηση πλέγματος και ενισχύει την ακρίβεια και την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων μας. Χαρακτηριστικά στο μοντέλο του πλοίου με αερολίπανση, η ανεξαρτητοποίηση σταμάτησε στα 38.862 κελιά. Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας προβάλλονται χαρακτηριστικές εικόνες από την ανάλυση του προβλήματος(κατανομές ταχύτητας, πίεσης, φάσεων κλπ.) και βλέπουμε την επίδραση του συστήματος στην ελαχιστοποίηση του κόστους μεταφοράς του LNG και στη μείωση των εκπομπών CO 2 και της κατανάλωσης, η οποία μπορεί να φτάσει υπό προϋποθέσεις και το 8%. Τέλος εξάγουμε γόνιμα συμπεράσματα μέσω των αποτελεσμάτων και προτείνονται τομείς, οι οποίοι επιδέχονται περεταίρω έρευνα για την βελτιστοποίηση του συστήματος.