Cavitations et résistance : calculs pour l'amélioration des systèmes de propulsion des navires
La compréhension et le calcul de ces éléments peuvent conduire à une amélioration des performances et à des économies de carburant. Cet article traite des calculs clés qui contribuent à optimiser la propulsion des navires en s'attaquant à la cavitation et à la résistance.
Cavitation dans la propulsion des navires
La cavitation survient lorsque la pression locale sur l'hélice d'un navire tombe sous la pression de vapeur de l'eau, provoquant la formation de bulles de vapeur. Ces bulles peuvent s'effondrer violemment, entraînant des dommages et une efficacité réduite.
Le nombre de début de cavitation (Cin) est une métrique courante utilisée pour prédire le début de cavitation. Il est calculé en fonction de la pression locale, de la géométrie de la lame et des conditions de fonctionnement.
Calculs de résistance
La résistance des navires comprend plusieurs composants, dont la résistance aux frottements, la résistance à la forme et la résistance à l'onde. Le calcul de la résistance totale est essentiel pour déterminer la puissance de propulsion requise et optimiser la conception de la coque.
La résistance totale (R) peut être estimée à l'aide de formules empiriques comme le modèle ITTC-1957. Elle tient compte de facteurs comme la vitesse du navire, la forme de la coque et les conditions d'eau.
Méthodes de calcul clés
Plusieurs méthodes sont utilisées pour calculer la cavitation et la résistance:
- Théorie du débit potentiel[ pour l'analyse du débit autour des coques et des hélices.
- Formules empiriques[ basées sur des données expérimentales pour l'estimation de la résistance.
- Dynamique des fluides informatiques (CFD) pour une analyse détaillée du débit et une prévision de cavitation.
- Essais de modèle dans des réservoirs de remorquage pour valider les calculs et les conceptions.