Primjena računalne dinamike fluida u analizi gibanja plovnih objekata

U ovom radu se razmatra računalna dinamika fluida (engleski "Computational Fluid Dynamics", skraćeno CFD) temeljena na diskretizaciji kontrolnim volumenima. Domena problema se aproksimira skupom kontrolnih volumena, te se raznim interpolacijskim shemama problem svodi s parcijalnih diferencijalnih jednadžbi na linearne sustave jednadžbi. U radu je prikazan matematički model gibanja fluida koji obuhvača: vremenski osrednjene Navier - Stokesove jednadže ("Reynolds Averaged Navier - Stokes", skraćeno RA\NS), k - ω SST model turbulencije, te "Volume of Fluid" metodu (skraceno VOF) za opis gibanja dvofaznog medija. Model difrakcije i radijacije temeljen na potencijalnom strujanju, kao i jednadžbe gibanja krutog tijela su ukratko opisani. Jednadžbe rotacije krutog tijela u kvaternionskom zapisu su izvedene. Također su opisani i potrebni rubni uvjeti za cijeli matematički model. Detaljno je prikazana diskretizacija standardne transportne jednadžbe. PISO i SIMPLE algoritmi za spregu brzine i tlaka su također prikazani. U svrhu testiranja CFD - a i njegovu primjenu u brodograđevnoj industriji, napravljen je CFD proračun otpora broda na mirnom moru, te se rezultati spomenutog proračuna uspoređeni s mjerenjima u bazenu. Opisano je modeliranje valova na temelju relaksacijskih yona, Također je napravljen CFD proračun odziva poluuronjive platforme na harmonijskom valu. Rezultati CFD proračuna su uspoređeni s rezultatima dobivenim pomoću modela difrakcije i rajacije temeljenim na klasičnoj linearnoj valnoj teoriji i 3D panel metodi. Za sve CFD proračune je korišten programski paket OpenFOAM