Door John Ekkelboom De NJI-jaarvergadering vond plaats bij Wärtsilä in Drunen Lezingen op jaarbijeenkomst NJI CFD maakt ontwerp schroef en romp nauwkeuriger Bij het ontwerp van jachten worden comfort en brandstofverbruik steeds belangrijker. Om beide aspecten te optimaliseren is het noodzakelijk de juiste schroef- en scheepsvorm te berekenen, interessante onderwerpen van twee lezingen tijdens de jaarbijeenkomst van de Nederlandse Jachtbouw Industrie (NJI) op 8 december bij Wärtsilä in Drunen. Bij die berekeningen is Computational Fluid Dynamics inmiddels de toverformule. 36 In het Technology & Service Centre van Wärtsilä in Drunen luisteren zo’n vijftig NJI-leden aandachtig naar scheepsschroefontwerper Jos Willemsen van Wärtsilä en Niels Moerke, zowel directeur en medeeigenaar van Van Oossanen als van Hull Vane. Beiden gingen eerst in op de historie van hun bedrijven, om vervolgens het thema van die middag ieder vanuit zijn eigen perspectief te belichten. Twee verschillende verhalen, maar wel met dezelfde boodschap, dat het met een gericht ontwerp mogelijk is een schip comfortabeler en groener te maken. Comfort en geluid “Het ontwerpen van een schroef voor een jacht is vrij complex”, aldus Jos Willemsen. “Bij een commercieel schip is de hoofdprioriteit het brandstofgebruik. Bij jachten is dat eveneens een belangrijk aspect, maar daarnaast spelen vooral comfort en geluid aan boord een erg grote rol. Om die te perfectioneren moet je de cavitatie en drukpulsen beheersen. Als schroefontwerpers houden we ons daarmee dan ook intensief bezig.” Cavitatie Om drukpulsen onder controle te houden, dient er voldoende vrijslag te zijn tussen de schroeftip en de scheepsromp. De normale vrijslag is 25 procent of meer van de schroefdiameter. Cavitatie is volgens Willemsen een lastiger onderwerp. Ter illustratie vergeleek hij dit fenomeen met het koken van water in een ketel. De Een nieuwe patrouilleboot van de Havendienst in Rotterdam, die onlangs in de vaart kwam, is uitgerust met een Hull Vane (waar rode pijl naar wijst). Bovendien heeft het schip een Fast Displacement Hull Form. Het schip werd gebouwd door Scheepswerf Gebr. Kooiman in Zwijndrecht. dampbellen die daarbij vrijkomen, zijn een vorm van cavitatie. Cavitatie op een scheepsschroef is op zich niet erg, merkte Willemsen op. “Maar cavitatie wordt wel een probleem als die erosief is. In dat geval wordt er materiaal van de schroef weggenomen, waardoor deze slechter gaat presteren. Verder bepaalt de hoeveelheid cavitatie het niveau van de drukpulsen op de scheepsromp en kan het tevens breedbandig geluid veroorzaken. Dat alles proberen wij zoveel mogelijk te voorkomen. Wij hebben 250 specialisten in ons Technology & Services Centre in Drunen die dagelijks rekenen aan voortstuwingsoplossingen, zodat iedere klant zo veel mogelijk rendement kan behalen.” Virtual Towing Tanks Werden voorheen de schroefmodellen getest in waterbassins zoals die onder andere bij MARIN te vinden zijn, tegenwoordig doet Wärtsilä dat met zogenaamde full scale Virtual Towing Tanks. Op basis van Computational Fluid Dynamics (CFD) worden onder andere de karakteristieken van de schroef en het effect daarvan op het schip berekend, zowel op modelschaal als op ware grootte. Zo kan het bedrijf de klant adviezen geven om te komen tot een uitgebalanceerd schroefontwerp. Willemsen: “Zo’n CFD-berekening is zinvol bij zowel grote als kleinere jachten. In principe zijn de wetten hetzelfde. De kosten zijn uiteraard wel hoger dan wanneer je een standaard schroef koopt. Ik schat dat je ongeveer 5-10 procent rendement kunt winnen door de ideale combinatie van vermogen, toerental en diameter te berekenen.” Van Oossanen Hydrodynamica-specialist Niels Moerke vertelde over het streven van Van Oossanen schepen te ontwerpen met minder vermogen, meer rendement en hogere snelheden. Als sprekend voorbeeld noemde hij de RPA-8, het patrouillevaartuig van het Havenbedrijf Rotterdam, dat onlangs werd opgeleverd. Dankzij de Hull Vane® en de Fast Displacement Hull Form (FDHF) heeft dit schip minder weerstand. Hull Vane De Hull Vane, reeds bij diverse jachten toegepast, is een soort spoiler onder water aan de achterzijde. De stroming onder het schip wordt hiermee omgezet in een (additionele) voortstuwende kracht. Afhankelijk van het scheepstype kan deze vleugel 5 tot 25 procent brandstofbesparing opleveren. Bovendien zorgt de Hull Vane voor een aanmerkelijk kleinere hekgolf. Moerke: “Samen met de FDHF, een scheepsvorm Jachtbouw Nederland 1 februari 2018
37 Online Touch Home