Optimization methods are commonly used to develop new products and are also an importantstep in more incremental design improvements. In the maritime industry, these methodsare often used to create more ecient vessels and to ful ll the environmental requirementsimposed by the IMO. In recent years, the adjoint method have been used more frequently.This method can be used to predict the inuence of some input parameters on a quantityin a Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation.In this project, the adjoint method has been investigated and applied on a relevant case;how it can be used to reduce the drag of a twisted rudder by changing the twist angles.STAR-CCM+ has been used to perform the CFD and adjoint simulations. These resultshave been imported to CAESES, a CAD-modeler, which connects the adjoint results to thedesign parameters. The adjoint results indicate a possible change of the design parameter,the twist angle is modi ed based on these results and a new geometry of the rudder is constructedin CAESES. Furthermore, the numerical results indicates that the method can beused to reduce the drag on the rudder. One of the cases in the project achieved a reductionof the rudder drag by 3.35 % and the total drag decreased with 0.18 %. However, the othertwo cases did not achieve a reduction of the drag and hence further investigations needs tobe done.The adjoint method have the possibility to be a good optimization alternative for developmentof new products or in engineering-to-order processes. The option of connecting theadjoint results to design parameters is a great advantage. On the other hand, the method inthis project is not reliable and the reason for the contradictory results needs to be studiedfurther. / Optimeringsmetoder är vanligt förekommande när nya produkter utvecklas och är också ett viktigt steg i inkrementella designförbättringar. I sjöfartsindustrin används dessa metoder för att skapa effektivare fartyg och för att uppfylla miljökraven framtagna av IMO. På senare år har adjointmetoden börjat användas mer. Metoden kan användas för att förutspåindataparametrars inverkan på en kvantitet i en strömningsmekanisk beräkning, även kallat CFD. I det här projektet ska adjointmetoden utvärderas och hur den kan användas för att reducera motståndet på ett tvistat roder genom att ändra tvist vinklarna. STAR-CCM+ har använts för att utföra CFD- och adjointberäkningarna. Dessa resultat importerades till en CAD-modellerare, CAESES, som kopplar adjointresultaten till designvariabler. Resultaten från adjointsimuleringen indikerar en möjlig förändring av designvariabeln, som sedan ändras utefter detta resultat och en ny rodergeometri genereras av CAESES. De numeriska resultaten indikerar att adjointmetoden kan användas för att reducera motståndet på ett tvistat roder. I ett av fallen i projektet reducerades motståndet med 3,35 % och det totala motståndet för hela fartyget reducerades med 0,18 %. Däremot så påvisade två andra fall ingen förändring av rodermotståndet och anledningen till detta kräver ytterligare unders ökningar. Adjointmetoden har möjligheterna att bli ett bra alternativ i en optimeringsprocess och för utveckling av nya produkter. Möjligheten att koppla adjointresultaten till designvariabler är också en stor fördel. Däremot så är metoden i detta projekt inte så tillförlitlig och anledningen till de motsägelsefulla resultaten måste studeras ytterligare.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-290171 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Hörberg, Andreas |
| Publisher | KTH, Marina system |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2020:326 |
Page generated in 0.0021 seconds