Modellering och simulering av kölvattensignaturer från ytfartyg

Verktyg för att numeriskt analysera fenomen som orsakar signaturer i vaken från ytfartyg diskuteras och utvärderas. Rapporten behandlar signaturer som störningar av vattenytan, vilka kan detekteras optiskt eller med ytapperturradar (SAR), och små luftbubblor som ofrånkomligen förekommer i kölvattnet bakom ett ytfartyg. De senare kan detekteras med aktiv sonar, eftersom de ger starkt måleko då sonarfrekvensen överensstämmer med enskillda bubblors resonansfrekvens. En metod som används för att simulera fartygsvågor beskrivs och valideras mot experimentella och analytiska data från två testfall: En i vatten nedsänkt Rankine-kropp och ett Wigley-skrov. Metodvalideringen inkluderar en studie av nätberoende och kan sammanfattas med att god överensstämmelse med såväl experimentella som analytiska data uppnås. Dynamiken hos luftbubblor och deras beteende i en fartygsvak diskuteras och förenklade modeller föreslås för uppskattning av vilka bubbelstorlekar som är relevanta i signatursammanhang, resonansfrekvenser, uppehållstider och fördelning av bubblor bakom ett fartyg. En diskussion hålls om metoder, tillgängliga för att inkludera luftbubblor i CFD-simuleringar. Dock är ingen av metoderna ännu tillämpad.