ISSN 1300 - 1973

Quick Search




A Rational Approach to Predicting the Effect of Fouling Control Systems on “In-Service” Ship Performance [GMO SHIPMAR]
GMO SHIPMAR. 2018; 24(213): 5-36

A Rational Approach to Predicting the Effect of Fouling Control Systems on “In-Service” Ship Performance

M. Atlar1, I. A. Yeginbayeva2, S. Turkmen3, Y. K. Demirel1, A. Carchen3, A. Marino1, D. Williams4
1University of Strathclyde, UK
2Chalmers University of Technology, Sweden
3Newcastle University, UK
4Akzo-Nobel, UK

This paper reviews two decades of bridging the gap between laboratory measurements and predicting the performance of commercial maritime vessels and presents a rational approach, which is based on the combination of an experimental and a computational procedure, to predict the effects of modernday fouling control systems on “in-service” ship performance. Here the word “rational” reflects ship hull (and propeller) conditions as well as the approach to predicting the effect of the hull coating systems under such conditions. The proposed approach arguably provides a full solution to the complex ship performance problem. It is “rational” in terms of tackling the main features of modernday hull coating systems with the aid of bespoke experimental testing facilities and state-of-the-art computational methods. The proposed approach is generic and can be applied to any ship type and hull coating system in the presence of biofouling and it may even be combined with passive drag reduction systems. This approach involves both the combination of experimental data from flat test panels treated with representative surface finishes and extrapolation of this data to full-scale. However, for more accurate and direct estimation of performance prediction at full-scale, the extrapolation procedure needs to be replaced with Computational Fluid Dynamics (CFD) methods,
especially for deteriorated hull surfaces due to fouling; at present, such experimental data are still required. The rational nature and hence strength of the proposed approach is to represent the effect of the actual hull surfaces “in-service” by using state-of-the art experimental methods and data. This provides the option of an extrapolation procedure for practical performance estimations and also enables the use of CFD methods by avoiding the most difficult barrier of describing the actual hull surface numerically in CFD. Validation of the proposed approach requires full-scale data to be collected using a bespoke ship performance monitoring and analysis system which is dedicated to
assessing the effect of coating systems in the presence of fouling. Such a system is under development as detailed in an accompanying presentation.

Keywords: Fouling control system, Antifouling coating, Biofouling, Drag reduction, Ship Performance, Experiments, CFD

Fouling Kontrol Boyalarının Servis Durumundaki Gemi Performansı Üzerine Etkilerinin Tahmini için Rasyonel bir Yöntem

M. Atlar1, I. A. Yeginbayeva2, S. Turkmen3, Y. K. Demirel1, A. Carchen3, A. Marino1, D. Williams4
1University of Strathclyde, UK
2Chalmers University of Technology, Sweden
3Newcastle University, UK
4Akzo-Nobel, UK

Bu çalışma laboratuvar ölçümleri ve gemi performansı tahmini arasında ilişki kuran, son 20 yıldır gerçekleştirilen çalışmaları değerlendirmekte ve yine bu amaç için rasyonel bir yöntem sunmaktadır. Bu yöntem günümüzdeki modern fouling control sistemlerinin gemi üzerindeki performanslarının tahmini için kullanılan deneysel ve sayısal yöntemlerin bir kombinasyonudur. Burada “rasyonel” kelimesi tekne (ve pervane) koşullarını ve gemi boya sistemlerinin bu koşullar altında değerlendirilmesi anlamını taşımaktadır. Önerilen yaklaşım karmaşık gemi performansı problemi için tam bir çözüm sunmaktadır. Bu yöntem günümüz modern boya sistemlerinin genel özelliklerini, bahsi geçen deneysel ve modern sayısal yöntemlerin yardımıyla değerlendirdiği için “rasyonel” olarak tanımlanmaktadır. Önerilen yöntem genel kapsamlı olup herhangi bir gemi tipine ve gemi üzerinde bulunan boya sistemine uygulanabileceği gibi pasif direnç düşürücü sistemlerin değerlendirmesi icin de kullanılabilir. Bu yöntem gemi üzerindeki farklı yüzey koşullarını temsil eden düz levhalar kullanılarak elde edilen deneysel veriler ve bu verilerin gerçek gemi ölçeğine ekstrapolasyonunu içermektedir. Fakat gemi ölçeğinde daha gerçekçi ve direkt olarak performans tahmini için, kullanılan ekstrapolasyon prosedürü yerine Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi de kullanılabilmektedir. Bu yöntem özellikle yüzey kirliliği (fouling) dolayısıyla bozulan tekne yüzeyinin modellenmesinde kullanılmaktadır. Bu yöntemi kullanmak icin de deneysel veriler gereklidir. Önerilen yöntemin gerçekçiliği ve gücü “servis durumundaki” tekne yüzeylerinin etkilerini temsil etmesi ve son modern deneysel yöntem ve verilerin kullanılıyor olmasıdır. Bu yöntem araştırmacılara iki tahmin olasılığı sunmaktadır; pratik ve hızlı perfromans tahmini için ekstrapolasyon, ikincisi ise HAD metodu kullanılma olanağıdır. Bu yöntem sayesinde HAD methodu kullanma olasılığı, detaylı yüzey pürüzlülüklerinin fiziksel olarak modellenmesi zorluğu bariyerini de aşabilmektedir. Önerilen yöntemin doğrulanması için bahsi geçen gemi performansı gözlemi ve analizi sistemi kullanılarak tam-ölçekte gemi verilerinin toplanması gerekmektedir. Bu sistem gemi boyalarının yüzey kirliliği durumundaki etkilerinin değerlendirilmesi için özel olarak geliştirilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Fouling kontrol sistemi, Antifouling boya, Gemi yüzey kirliliği (biofouling), Direnç azaltımı, gemi performansı, deney, HAD

M. Atlar, I. A. Yeginbayeva, S. Turkmen, Y. K. Demirel, A. Carchen, A. Marino, D. Williams. A Rational Approach to Predicting the Effect of Fouling Control Systems on “In-Service” Ship Performance. GMO SHIPMAR. 2018; 24(213): 5-36

Corresponding Author: M. Atlar, United Kingdom
LookUs & Online Makale