Tallinna Tehnikaülikool
Pritsmeliistud (spray rails) on väikelaevade ja paatide välised konstruktsioonielemendid, mis kinnitatakse laevakere põhjale, nö laeva kõhu alla. SCC-s uuritakse pritsmeliiste nii eksperimentaalselt ehk katseliselt kui ka arvutuslikult.

Glisserid ehk liuglaevad on kiirekäigulised väikelaevad, mis glisseerivad — kiire liikumise tõttu kergitab hüdrodünaamiline jõud laeva vee kohale. Glisseeriva väikelaeva põhja pinnale tekib õhuke liikuv vedelikukiht ehk pritse, mis liigub mööda laeva keret ülespoole. Pritse märgab laeva kere pinda veeliinist kõrgemalt, kust laeva kere aeglasemal liikumisel kuivaks jääks.

Pritsmeliistude peamine funktsioon on pritse laeva kerest eemale juhtida ja vähendada seega laeva märga pinda ning laeva takistust vees liikumisel.

A picture containing text, accessory, businesscard Description automatically generated

Rõhu piirkond ja pritsme piirkond

Diagram Description automatically generated

Pritsmeliistu (spray rail) tööpõhimõte. Allikas: Larsson, L., Eliasson, R., 2000. Principles of Yacht Design, 2nd Editio. ed. International Marine, Camden, Maine.

SCC MUDELKATSED PRITSMELIISTUDEGA

Aastail 2018-2019 viis SCC läbi katsete seeria (224 laeva takistuskatset), mille raames uuriti neljal erineval kiirusel ja veeväljasurvel kokku 12 erineva pritsmeliistude kombinatsiooni mõju laeva takistusele. Katsetel kombineeriti 4 erineva profiili ja 3 paigutusega pritsmeliiste.

Diagram, engineering drawing Description automatically generatedPritsmeliistude profiilid

A picture containing text, antenna Description automatically generatedKombinatsioonid

Diagram, engineering drawing Description automatically generatedKimmi pritsmeliistud

A picture containing green, indoor Description automatically generated

Glisseeriva väikelaeva takistuskatse mudelkatsebasseinis tasases vees

ARVUTUSLIK HÜDRODÜNAAMIKA EHK CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

Kaasaegsed arvutusliku hüdrodünaamika tarkvara paketid on kesksed tööriistad kõigil insenerialadel, kus on tegemist voolavate vedelikega, eelkõige laevaehituses ja energeetikas. Viimasel 15-20 aastal on arvutustehnika areng muutnud arvutusliku hüdrodünaamika meetodid kättesaadavaks ja kulutõhusaks.

2019. aasta lõpuks jõuti SCC-s koostada ja osaliselt valideerida arvutuslik mudel pritsmeliistudega varustatud väikelaeva vees liikumise simuleerimiseks. Arvutisimulatsioonid annavad piisavalt täpse ülevaate laeva käitumisest füüsilises maailmas ja nende põhjal saab teha otsuseid laeva disaini võtmeküsimustes. Arvutusmudel võimaldab juba projekteerimise faasis laevadisaini virtuaalselt katsetada. Teise eelisena võimaldavad simulatsioonid visualiseerida nähtusi, mida mudelkatsetel on väga keeruline uurida (nt rõhujaotus, voolujooned jne).

A picture containing text, saw, screenshot, weapon Description automatically generatedRõhujaotus

A picture containing surface chart Description automatically generatedHõõrdekoefitsient

Chart Description automatically generated with low confidence Glisseeriva laeva märg pind (sinine, vaade alt; arvutisimulatsioon)

SCC PRITSMELIISTUDE KATSESEERIA TULEMUSED

  • Katsete tulemusena selgus, et väiksel kiirusel liikuva glisseeriva laeva kere takistust suudavad erinevad pritsmeliistud vähendada vaid 0,5-1%, mõned pritsmeliistud hoopis suurendavad takistust kuni 3%.

  • See tähendab, et kui väikelaev on mõeldud glisseerima madalal kiirusel, ei ole pritsmeliiste tarvis. Niisugune teadmine võimaldab laevaehitajatel otsustada, millisele laevamudelile pritsmeliistud lisada.

  • Kimmi (koht, kus laeva põhi läheb üle pardaks) pritsmeliistud vähendavad väikelaeva takistust kuni 3%.

  • V-kujuline pritsmeliist vähendab väikelaeva takistust kuni 4%.

  • Katseseeria tulemused on seni avaldatud 2 artiklis (üks populaarteaduslik ja teine konverentsiartikkel), valmimas on artikkel teadusajakirja jaoks.