A Computational and Experimental Study of the Wave Load on a Horizontal Cylinder

Abstract

Denne studien tar sikte på å undersøke hvordan endring av bølge- og strømningsparametre påvirker bølgebelastningen på en delvis nedsenket sylinder, plassert horisontalt og på tvers mot bølgene i en fast posisjon. En 2D- og 3D-CFD-modell er laget ved hjelp av ANSYS Fluent, og modellene brukes til å samle data til den parametriske studien. For å validere de innsamlede dataene ble det utført eksperimentelle tester ved det hydrodynamiske testanlegget MarinLab, ved Høgskulen på Vestlandet. To sylindermodeller i forskjellige størrelser ble produsert i polyetylen, og et skreddersydd lastcellesystem ble brukt for å måle dragkraften på sylindrene. En grundig analyse av de innsamlede dataene er utført ved hjelp av MATLAB, og for å undersøke hvordan bølgeamplituden, frekvensen/bølgelengden, strømningshastigheten og nedsenkningsnivået påvirker drag- og løftekraften på sylinderen. Resultatene viser at en økning i bølgeamplitude fører til en proporsjonal økning i drag- og løftekraft, og en økning i bølgefrekvens fører til en økning i dragkraften, men en reduksjon i løftekraften. Videre øker dragkraften med en økende rate når sylinderen er mer nedsenket og avtar med en økende rate når mindre av sylinderen er nedsenket, og den maksimale løftekraften øker med en jevn rate, proporsjonalt med nedsenkningsnivået.