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progettare
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MARZO
2017
ed economico. In AMC Search, viene
spesso adottato Star-Ccm+ per gli
studi di CFD, per la sua versatilità di
simulazione, la semplicità d’uso e la
velocità di calcolo.
Vasca navale o simulazione?
Le vasche navali sono uno strumento
affidabile per la progettazione, l’otti-
mizzazione e la valutazione delle pre-
stazioni delle navi da oltre 150 anni.
Nel corso del tempo, le procedure
utilizzate hanno dimostrato la loro
validità e raggiunto un elevato grado
di precisione. D’altra parte, la possibi-
lità di un test su un modello di solito
è disponibile solo a uno stadio di
sviluppo avanzato, quando il proget-
to e la costruzione sono ben avviati.
Inoltre, la costruzione e l’alterazione
dei modelli in scala necessari posso-
no richiedere tempo e denaro. Com-
plessivamente, l’uso esclusivo delle
vasche navali limita la flessibilità e
le possibilità di innovazione richieste
negli odierni cicli di sviluppo. Inoltre,
l’uso di modelli in scala di dimensioni
significativamente più ridotte rispetto
alle strutture effettive, può limitare lo
studio di progetti innovativi.
Di conseguenza, un numero crescen-
te di ingegneri si sta orientando
verso le simulazioni numeriche per
valutare sistemi complessi a uno sta-
dio progettuale molto più precoce. I
software di simulazione, come Star-
Ccm+, si sono dimostrati strumenti
di test precisi come le vasche navali
e, date supposizioni realistiche, per-
mettono alle navi e alle piattaforme
offshore di essere simulate a gran-
dezza naturale, eliminando le fonti
di incertezza introdotte dalla rappre-
sentazione in scala. I test su modelli
in scala continuano a essere impor-
tanti non solo perché dimostrano la
robustezza delle soluzioni software,
ma anche per confermare la validità
delle supposizioni nel corso degli
studi sul progetto.
Le dimensioni del dominio compu-
tazionale per i calcoli a grandezza
naturale erano di 3.000 x 800 m. Per
questi calcoli, sono state usate mesh
da 4 a 12 milioni di celle a seconda
della frequenza dell’onda da studia-
re. È stato effettuato un totale di
40 calcoli, che hanno richiesto circa
700 ore utilizzando dai 48 ai 64 core.
Sebbene Prelude Flng operi in acque
con profondità compresa tra 200 e
300 m, sono state simulate profon-
dità tra 80 e 800 m per valutare gli
effetti di acque poco profonde che si
possono verificare durante i test con
serbatoi a torre che possono causare
imprecisioni.
Le caratteristiche del software
Sono state utilizzate le seguenti ca-
ratteristiche di Star-Ccm+: overset
mesh, la possibilità di utilizzare over-
set mesh ha permesso di posizionare
facilmente la nave cisterna GNL in
prossimità dell’unità Flng, per esem-
pio per analizzare l’effetto dell’avvici-
namento e dell’ormeggio (per esem-
pio onde di risonanza); modello di
movimento, il modello di interazione
dinamica fluido-struttura (Dfbi) è sta-
to usato per tenere in considerazione
l’accoppiamento tra le onde e il movi-
mento della nave; modello di onde, il
modello non lineare di onde di Stokes
al 5° ordine è stato scelto per la sua
precisione nella rappresentazione dei
movimenti delle onde in acque aper-
te. L’altezza dell’onda, impostata a 4
m, è stata determinata utilizzando i
dati di BMT Global Wave Statistics
per l’area marina di interesse. Si è
prestata particolare attenzione allo
smorzamento delle onde per evitare
riflessioni indesiderate; modello VOF,
il modello multifase VOF (volume di
fluido) è stato usato per individuare in
modo corretto l’interfaccia tra acqua
e aria e descrivere con precisione
Analisi del movimento in risposta alla sollecitazione dell’unità Flng in Star-Ccm+.
SOFTWARE