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Experimental and numerical study of the added resistance and seakeeping performance of a new unmanned survey catamaran

耐波性 海洋工程 抗性(生态学) 海军建筑 工程类 环境科学 航空航天工程 船体 生物 生态学
作者
Junlei Cai,Tiancheng Yao,Hong Li,Ling Wan,Jun Wan,Xiaohui Fan,Yongsheng Zhao
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier]
卷期号:308: 118255-118255
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.118255
摘要

Experimental and numerical methods were employed to investigate the added resistance and seakeeping performance of an innovative unmanned catamaran for offshore surveying. Model experiments validated numerical results from viscous flow computational fluid dynamics (CFD) modeling using the unsteady Reynolds-averaged Navier–Stokes (URANS) equations and the potential flow method. URANS modeling precisely predicted the catamaran's performance in regular waves, and the potential flow method offered effective short-term predictions in irregular waves. Simulations were performed at three velocities (4, 6, and 8 knots). The results highlight the fundamental relationships between added resistance and motion responses with changing wave conditions. The extreme motion responses generated by typical actual sea conditions are summarized. The added resistance and motion responses are greatest when the wavelength is slightly longer than the length of the catamaran and the encounter frequency, fe, is ∼1.2. The optimal velocity of the catamaran is 6 knots. The seakeeping performance of the catamaran was assessed using existing indicators for manned vessels. Compared with manned vessels, unmanned survey vessels are more tolerant of first-order motion response but require stricter limitations on second-order accelerations in each degree of freedom.

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