Blog berichten Volupe

Hoe maak je snel wake field plots

Download het java-script dat in deze blogpost wordt besproken:

Naval Architects zijn doorgaans zeer geïnteresseerd in de "voetafdruk" van een schip, wanneer het door het water beweegt en een ongelijkmatige stroomverdeling achterlaat. Natuurlijk kunnen we dit effect in geen geval vermijden, maar bij het schroefontwerp kunnen we dit aangrijpen om een verschil te maken tussen een goed en een perfect aangepast schroefontwerp.

Een typische voorstelling van het zogveld is een plot van de snelheidsverdeling in het propellervlak (zoals hieronder getoond). Als je echter geïnteresseerd bent in een redelijk nauwkeurige weergave zou je de stroming die de propeller ondervindt kunnen beschrijven als functie van de bladhoek op elke radiale locatie. In de blogpost van deze week beschrijven we een efficiënte manier om dat in Simcenter te doen. STAR-CCM+ met behulp van een java macro.

 

Het plotten van de axiale, radiale en tangentiële snelheidscomponenten in omtrekrichting bij een bepaalde straal maakt een directe vergelijking mogelijk van ontwerpwijzigingen van de schroef of de rompvorm. Bovendien kan een dergelijke plot worden gebruikt om gemeten resultaten, bijvoorbeeld het peilen van de waarde van bepaalde grootheden op bepaalde plaatsen, te vergelijken met de rekenkundige voorspelling (zie onderstaande figuur).

Nominaal zog van de modelromp in rechtuitgaande beweging: tangentiële (links) en radiale (rechts) snelheidscomponenten door PIV (rode plots) en RANS (blauwe plots) bij r/R=0,70 radiale doorsnede.
(Referentie: Calcagni, D.; Dubbioso, G.; Capone, A.; Ortolani, F.; Broglia, R. A Generalized Hybrid RANSE/BEM Approach for the Analysis of Hull-Propeller Interaction in Off-Design Conditions. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 482. https://doi.org/10.3390/jmse9050482)

Afgeleide onderdelen om te sonderen

Om gegevens langs een pad te kunnen extraheren hebben we een afgeleid onderdeel nodig. Er zijn bijvoorbeeld Tastpunten en Tastlijnen beschikbaar in Simcenter STAR-CCM+. Tastlijnen definiëren respectievelijk een begin- en eindpunt, met daartussen een instelbare resolutie van Tastpunten. Dit is een geweldige functie, die echter beperkt is tot een rechte lijn. Maar met roterende objecten willen we een cirkelvormig pad volgen. Voor een plot van stromingscomponenten hebben we een set Tastpunten voor of achter het propellervlak nodig, gediscretiseerd in radiale en omtrekrichting. Dit vereist ofwel een handmatige actie om punten te creëren, ofwel automatisering van een repetitieve taak.

Automatisering met java macro

Om dit met behulp van een macro te doen, hoeven we alleen de discretisatie te voorzien van het vereiste aantal radii bladhoeken. Maar we nemen aan dat we al een coördinatenstelsel hebben op de plaats van de schroef, die de beweging van het schip volgt.

// Definieer radii en theta
int nRadii = 5; // aantal radii
int nTheta = 30; // aantal bladposities
int nThetaStart = 0; // startpositie van het blad
dubbel dDp = 0.125; // propellerdiameter [m]

De eerste stap in de macro is het creëren van een nieuw lokaal cilindrisch coördinatenstelsel met een offset ten opzichte van het propellervlak. Dit wordt het coördinatenstelsel van de Sondepunten. In de volgende stap creëert de macro nTheta-sondepunten op elk van de nRadii en:

 

  • Bepaalt de coördinaten van de sonde
  • Stelt de regio in waartoe het behoort
  • Creëert een rapport met de veldfunctie, bijv. de WakeFraction
  • Schrijft de sondewaarden als functie van de straal naar een CSV-bestand
  • Leest de nieuw aangemaakte CSV terug in de simulatie en voegt het toe aan een XY-plot.

 

Uiteindelijk worden de rapporten opgeschoond en hoeft u alleen nog maar de plotscène te openen. Als u het effect van verschillende rompvormen of schroefgeometrieën wilt vergelijken, kunt u de macro toevoegen aan uw ontwerpstudie-instellingen in Design Manager. Stel het macro-invoegpunt in op:

Voor de resultaten-om de acties uit te voeren nadat de Simcenter STAR-CCM+ solver is voltooid en voordat de resultaten naar Design Manager worden teruggestuurd.

Wij van Volupe hoop dat dit blog post over het automatiseren van saaie handmatige taken has interessant was en dat het zal je helpen bij je werk. U kunt download het hier beschreven java script bovenaan deze pagina. En vergeet niet dat jeU bent altijd welkom om contact met ons op te nemen op support@volupe.com. 

 

De Auteur

Florian Vesting, PhD
Contact: support@volupe.com
+46 768 51 23 46

 

 

 

 

 

Meer blogberichten

nl_BEDutch