Presented at TSBA.

1. Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)Computational Fluid Dynamics (CFD)
ในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือ
โดย นาวาตรี กิตติภูมิ ภูมิโคกรักษ

2. First Aid

3. + =
+ =CFDCFD

4. Ship Design Spiral

5. โปรแกรมคอมพิวเตอรที่ใชในการออกแบบเรือ
CAD/ CASD
CASM
CAE
FEMFEM
CFDCFD

6. Computational Fluid Dynamics (CFD) คืออะไร ?
เปนการวิเคราะหระบบที่เกี่ยวกับการไหล การถายเท
ความรอน และระบบอื่น ๆ ที่เกี่ยวของ เชน ปฏิกิริยาเคมี
ดวยระเบียบวิธีเชิงตัวเลข โดยอาศัยการจําลองทาง
คอมพิวเตอร

7. Numerical Method
Computer
Technology
Theory:
Naval Arch.
CFD

8. Validation
ที่มา: Waclawczyk (2008)

9. CFDCFDCFDCFDCFDCFDCFDCFD’’’’’’’’ssssssss MilestonesMilestonesMilestonesMilestonesMilestonesMilestonesMilestonesMilestones ในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือในการออกแบบเรือ
1930’s – CFD โดย Linearised Potential Eqn.
1960’s – NASA วิจัยเครื่องบิน 3-D
1980’s – เชิงการคาใหบริการวิเคราะห CFD กอน
Tank Test
1990’s – ITTC กําหนดเกณฑการวิเคราะห
Uncertainty & Error ใน CFD
2000’s – โครงการ VIRTUE

10. การประยุกตใชงาน CFD
Aerodynamics
Thermodynamics
Hydrodynamics
Simulation

11. อุตสาหกรรมที่มีการประยุกตใช CFD
Biomedical Eng.
Meteorology
Oceanography
Hydrology
Offshore Building
Ent.
Chem. Process
Elec. Circuit
Ship Hydro.
Turbomachinery
Power Plant
Aerospace
CFD

12. ทําไมตอง CFD ?

13. Experiment VS. CFD
Experiment
ผลใกลเคียงความจริง
ขนาดเทาแบบจําลอง
ขอจํากัดในการบันทึกผล
CFD
Time นอยกวา
Cost นอย(Data:Facility)
ระบบขนาดใหญ/ อันตราย
ขอจํากัดในการบันทึกผล
นอยที่มา: www.hsva.de

14. CASD vs. CFD
CFD
Numerical Method
Any hull form/ Size
CASD
Empirical Method
Only conventional hull
form
ที่มา: www.veem.com.au ที่มา: www.victorialodging.com

15. CFD ทํางานอยางไร
Gov. Eqn.Gov. Eqn.
Flow PhenomenonFlow Phenomenon Flow ModelFlow Model
Boundary ConditionsBoundary Conditions
Numerical
Algorithm
Numerical
Algorithm
Computer CodesComputer Codes
SolutionsSolutions

16. องคประกอบของ CFD Codes
Post-Processing
Solver
Pre-Processing

17. Pre-Processing
Create Geometry
Grid Generation
Physical
Phenomenon
Fluid Properties
Boundary Conditions

18. Solver
Approximate Unknowns
Discretisation
Approximations + Governing Eqn. = Math. Manipulations
Solution of Algebra Equations

19. ประเภทของ Solver
FVM FDM
Panel Method FEM

20. Post - Processing
แสดงผล
Model Geometry
Grid
Vector Plot
2D-3D Surface Plot
Particle Tracking
Animation

21. ลักษณะการไหลรอบตัวเรือ
Viscous/ Inviscid
Turbulent
Multi – Phase
Unsteady
Aerodynamic

22. CFD ในการออกแบบเรือ
Numerical Towing Tank
Wave Resistance
Hullform Optimisation
Wake Prediction
Propeller Flow
Cavitation Tank
Submarine Hydrodynamics
Manoeuvring
Seakeeping
Shallow Water Investigation
Ship Motions
Aerodynamic Flow
Thermal Distribution

23. Numerical Towing Tank

24. Wave Resistance
ที่มา: www.hsva.de

25. Hullform Optimisation
ที่มา: www.hsva.de

26. Wake Prediction
ที่มา: www.hsva.de

27. Propeller Flow
ที่มา: www.fluent.com
ที่มา: www.marin.nl

28. Cavitation Tank
ที่มา: www.virtual-basin.org

29. Submarine Hydrodynamics
ที่มา: www.naval-technology.com
ที่มา: www.hsva.de

30. Manoeuvring:
Rudders & Bow Thruster
ที่มา: www.hsva.de

31. Seakeeping
ที่มา: www.machinedesign.comที่มา: www.virtual-basin.org

32. Shallow Water Investigation

33. Ship Motions
ที่มา: www.hsva.de

34. Aerodynamic Flow
ที่มา: www.hsva.de

35. Thermal Distribution
ที่มา: www.comsol.com

36. สมการการไหลใน CFD Codes
Potential Flow Theory
RANS

37. CFD Codes
ออกแบบเรือโดยเฉพาะ
ShipFlow
MARIN’s RAPID &
PARNASSOS
HSVA’s SHALLO
ฯลฯ

38. CFD Codes
วิศวกรรมทั่วไป
Flow3D
STAR-CD
Fluent
ฯลฯ

39. CFD Codes
Open Sources
OpenFoam
TYPHON
ฯลฯ

40. Works
ความเที่ยงตรง (Accuracy)
Propeller-Hull Interaction
Powering Performance
Free Surface
เวลาคํานวณซ้ํา (Iteration)
Grid Generation
บุคคลากร

41. อนาคตของ CFD
การจําลองเพื่อวิเคราะห
พฤติกรรมของเรือ
VIRTUE Project
End of physical scaleEnd of physical scale
model testing???model testing???
ที่มา: www.fluent.com

42. Trimaran Example

43. Where would we have been
if we only had picked up
what we already had missed?

44. ขอขอบคุณ...
...จบการบรรยาย
ตอบขอซักถาม