Virtual prototyping and analysis of an azimuth thruster using measurements and numerical simulation

Abstract

Denne master oppgaven undersøker en metodikk for å etablere et virtuelt og fysisk eksperimentelt oppsett for å teste en propell i bollard pull. En virtuell og en ekte fysisk geometri av en thruster ble laget. Den virkelige fysiske geometrien ble testet med et eksperiment for en rekke forskjellige rotasjonshastigheter. Kraft og rotasjonshastighet ble målt. Den virtuelle geometrien er testet ved hjelp av CFD. Skyvekraft i retning av propellens rotasjonsakse ble målt. Resultatene ble sammenlignet, og det ble funnet å være mindre mismatch for 20-30rps mens det ble større for høyere rotasjonshastigheter. Det er ikke mulig å skille miss-match fra geoemtri feil fra and feilkilder . Ytterligere forskning med en mer avansertanalyse vil være nødvendig.

This thesis investigates a methodology for establishing a virtual and physical experimental setup for testing a propeller in bollard pull condition. A virtual and a real physical geometry of a thruster was made. The real physical geometry was tested with an experiment for a range of different rotation rates. Force and rotation rate was measured. The virtual geometry is tested using computational fluid dynamics. Thrust force in direction of the propeller axis of rotation measured. The results was compared and it was found to be minor miss-match for 20-30rps while growing larger for higher rotation rates. It is not possible to distinguish the miss-match from the errors from computational fluid dynamics. Further research with a even more rigid CFD analysis will be needed.