NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp

NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp NGHIÊN cứu sử DỤNG các mẫu tàu PHÙ hợp

Nghiên c ứu sử dụng các mẫu tàu phù hợp

Thaweesak T

SEAFDEC/TD

SEAFDEC T ập huấn về tối ưu hóa năng lượng

và an toàn trên trên bi ển cho tàu cá cỡ nhỏ

19 - 21 tháng Ba 2013, Đà Nẵng, Việt Nam

4 Các v ấn đề trong tương lai

1 L ực cản

Các lo ại lực cản tác động lên thân tàu

Có 02 lo ại lực cản tác động lên thân tàu

M ối quan hệ của các lực cản

Để giảm lực cản do ma sát, bề mặt tàu phải

trơn láng

Ch ống sức cản do áp suất

Dòng xoáy

Dòng xoáy này hấp thu một lượng năng lượng lớn của tàu

Một con tàu tiêu hao một năng lượng lơn để tạo ra dòng

Vùng xung quanh phía sau đuôi tàu, lớp bên

ngoài tách ra khi áp suất tăng đột ngột tạo dòng

xoáy

Ti ết kiệm năng lượng thông qua chống lại sưc

c ản do áp suất

Dòng xoáy

Lớp biên không bị tách khi áp suất thay đổi một cách từ

ừ về phía sau của tàu

S ức cản do sóng

Sóng tiêu hao một lượng lớn năng lượng của táu

Một con tàu cũng mất một lượng lớn năng lượng lớn để tạo

L ực quán tính

Áp suất

Áp suất R

Góc phần mũi tàu nhỏ sẽ làm giảm sức cản do sóng, hình

ổng thể của tàu cũng quan trọng trong việc này

Góc m ũi tàu

Ti ết kiệm năng lượng thông qua việc giảm sức

c ản của sóng

Áp suất và trọng lực có liên quan đến sự hình thành sóng

Thi ết kế góc thon (rẽ sóng) của mũi tàu nhỏ mà không làm thay đổi độ cong của đường hình

2 M ẫu tàu phù hợp

2.1 Đóng tàu dạng mũi quả lê

Mũi quả lê

Một dạng mũi quả lê phần phía trước của tàu

Mục đích

Giảm sức cản của sóng

M ũi quả lê của tàu đánh cá Nhật bản, chiều dài tàu dưới 15m

Vai trò c ủa Mũi quả lê

Khi gắn mũi quả lê

Bản thân mũi quả lê cũng tạo ra sóng

Như vậy mục đích của gắn mũi

qu ả lê là để giảm sức cản của sóng

Do hiện tượng giao thoa nên sóng sẽ nhỏ đi

Sức cản do sóng tạo ra

Phương pháp cải thiện sử dụng tàu mô hình

T ổng quan về lắp ráp mũi quả lê

S ức cản của sóng bị giảm nhờ hiện tượng

giao thoa sóng

Khi l ắp mũi quả lê sẽ làm giảm lực cản do

sóng

2.2 L ắp các vây phía trước chân vịt

Các loai vây

Các tấm được lắp phía sau thân tàu Có nhiều loại vây

được sản xuất tại nhà máy đóng tàu

Mục đích

Cải thiện các dạng sóng(vd: các dạng dòng chảy qua thân

tàu) để chân vịt đạt được hiệu quả cao

Vai trò c ủa các vây

C ải tiến phần sau của thân tàu

Để chân vịt đạt hiệu quả cao nhất phần sau của tàu

phải trơn láng

T ổng quan về các tấm vây lắp phía trước chân vịt

Các t ấm vây làm thay đổi lưu lượng dòng

ch ảy và làm cho chân vịt đạt hiệu quả cao

nh ất

L ực cản bị giảm khi sử dụng các tấm vây chủ

y ếu là áp lực dòng

2.3 Các d ạng cải tiến của các phần phụ trợ của

thân tàu

Đó là các bộ phận được gắn lên thân tàu: 1) Gót ky, 2) Vây

giảm lắc, 3) các tấm che sonar, 4) Các gân bánh lái,và 5)

anodes

Mục đích

Mục đích chính là làm giảm áp lực nhớt

Các ph ần phụ được gắn trên tàu cá

c ủa Thái Lan (SEAFDEC excursion

2010)

1) Gót ky

Là tấm mỏng phía sau tấm ky

Vai trò c ủa tấm got ky

Gót ky c ủa tàu cá Thái Lan

Các dòng xoáy sinh ra bởi gót ky

Gót ky của tàu cá Thái Lan

C ải tiến gót ky

Dòng xoáy sinh ra

Áp lực dòng sẽ bị giảm

2) Vây gi ảm lắc

Là các tấm được gắn hai bên mạn của thân tàu

Vây giảm lắc của tàu cá Thái Lan

Vai trò c ủa Vây giảm lắc

Hướng áp lực dòng tác động

Chuyển động lắc của tàu được giảm khi sử dụng tính

C ải tiến vây giảm lắc

Dạng dòng dưới nước cũng giống như dạng của sóng

trên tàu

C ải tiến vây giảm lắc

Bào nhẵn các cạnh của vây giảm lắc sẽ giảm được lực

cản của áp lực dòng

Vây giảm lắc của tàu cá Thái Lan

3) T ấm che Sonar

Tấm che Sonar hay tấm che các máy định vị dưới

nước được sử dụng để bảo vệ sự va đập của bọt

khí và vật cản

Tấm che sonar của tàu cá Nhật bản(Tàu lưới

Quan sát dòng ch ảy qua tấm che sonar

Các đường khí động học Re = 1.0 × 105

C ải tiến các tấm che sonar

Photo by Kawashima

Quan sát dòng ch ảy xung quanh các tấm che

Sonar khác nhau

Tấm che ban đầu

Sau khi được cải tiếnDòng chảy

Re = 1.0 × 105

(sonar cover level)

Mô phỏng các dòng chảy dưới đáy tàu

4) Các gân (k ết cấu) của bánh lái và một cải tiến

Kết cấu bánh lái tàu cá Thái Lan

Mi ếng chặn và một sự cải tiến

5) B ảo vệ ăn mòn điện hóa

Trên một tàu thép có nhiều miếng (tấm) cực Anode

được lắp trên thân tàu, bánh lái, Vây giảm lắc, và các

tấm che sonar để tránh sự ăn mòn điện hóa

Lực cản của những miếng cực lên tàu này rất nhỏ,

nhưng nhiều tấm như thế này gắn lên tàu thì không

thể xem là không gây lực cản được

Các mi ếng cực (+) gắn trên bánh lái

Các tấm cực gắn trên bánh lái chịu lực tác động lớn

từ chân vịt

Sức cản tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc; do đó

không thể không quan tâm các tấm cực bảo vệ bánh

lái như là một vật cản được

ết quả thử mô phỏng tại Pháp

Re = 1.5 × 105

(phía sau chân v ịt)

C ải tiến lắp ráp của các miếng cực bảo vệ bánh lái

Thay đổi vị trí lắp ráp

Ban đầu

Quan sát mô hình dòng chảy

C ải tiến hình dạng mặt cắt

Ban đầu

Đã cải tiến

Quan sát các l ực tác động lên bánh lái dạng khí động học

Bánh lái dạng khí động sẽ sinh lực đẩy, lực đẩy này

sẽ làm giảm sức cản

Quan h ệ giữa các lực tác động lên bánh lái

Bánh lái dạng tấm không tạo ra lực đẩy

Lực cản lên bánh lái dạng tấm lớn hơn nhiều so với bánh

ạng cánh máy bay (khí động)

C ải tiến hình dạng bánh lái

3 T ổng kết

Đánh giá mức độ tiết kiệm năng lượng

Vây giảm lắc

2%–3%

Tấm che sonar Tấm cực (+) bảo vệ

Mũi quả lê

4 Nh ững chủ đề tương lai

2 Dựng mẫu tàu trên máy tính

3 Tính toán sức cản bằng phương pháp động lực học

1 Chụp một hình tàu cá

Phân tích dòng ch ảy để tiết kiệm năng lượng

công cụ tạo mẫu 3D của phần mềm Rhinoceros ®(bản quyền)

Camera 3D của Pháp

ANSYS FLUENT®, OpenFOAM ®

Chúng ta đang xét mô phỏng dòng chảy đối với tàu của

các nước thành viên

4 Tiến hành thí nghiệm sức cản bằng mô hình

FRA Basin

T ối ưu hóa hình dạng và kích thước tàu cá tư

nhân và đội tàu

 T ối ưu hóa hình dạng cần xem xét tới việc phân

tích k ết quả và hoạt động của tàu

 T ối ưu hóa kích cỡ của đội tàu cần xét tới ngư

trường đánh bắt và điều kiện kinh tế

Cám ơn sự chú ý lắng nghe