rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваZRHDGUrmrs-196Research ArticleМОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА СУДОВSEAWORTHINESSОценка влияния шероховатости на полное сопротивление катамарана численными методамиA study of the influence of roughness on the total resistance of a catamaranЧебанЕ. Ю.ChebanE. Yu.

Д-р техн. наук, доцент 

603905, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

DSc, Associate Professor 

603950, Nizhniy Novgorod, Nesterova, 5

egor.cheban.2@gmail.comКожевниковА. И.KozhevnikovA. I.

Аспирант 

603905, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

PhD Student 

603950, Nizhniy Novgorod, Nesterova, 5

НикущенкоД. B.NikushchenkoD. V.

Д-р техн. наук, доцент

190121, Санкт-Петербург, Лоцманская ул., 3

DSc, Associate Professor

190121 Russia, St. Petersburg, Lotsmanskaya ul., 3

nikushchenko@smtu.ruВолжский государственный университет водного транспортаРоссияVolga State University of Water TransportRussian FederationСанкт-Петербургский государственный морской технический университетРоссияSt. Petersburg State Marine Technical UniversityRussian Federation2026170820265628898Copyright © Чебан Е.Ю., Кожевников А.И., Никущенко Д.B., 20262026Чебан Е.Ю., Кожевников А.И., Никущенко Д.B.Cheban E.Y., Kozhevnikov A.I., Nikushchenko D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/196

В статье представлены результаты численного моделирования гидродинамики катамаранного судна КТ-619 с длиной L = 65,4 м, шириной B = 5,76 м, осадкой T = 1,85 м и клиренсом (расстояние между внутренними бортами корпусов судна) b = 3,44 м при движении со скоростью от 3,6 м/с до 7 м/с (Fr от 0,093 до 0,268), выполненного в программном пакете NUMECA/FineMarineTM при различных значениях высот зерен шероховатости (0 м, 0,0003 м, 0,0001 м, 0,0003 м, 0,001 м, 0,003 м и 0,01 м). Параметры численного моделирования, а также расчетной сетки устанавливались на основании верификации с результатами модельных экспериментов, показавшими хорошее совпадение. По результатам моделирования были построены графики зависимостей коэффициента полного сопротивления от числа Фруда для каждого варианта значений высот зерен шероховатости. Проведено сравнение полученных данных с результатами исследований М.Я. Алферьева, сделаны выводы о высотах зерен шероховатости, при которых обеспечивается наиболее лучшая сходимость с результатами М.Я. Алферьева. Полученные результаты будут использованы для исследований в области снижения волнового сопротивления большегрузного катамарана с помощью поплавков-бульбов.

The article presents the results of numerical modeling of the hydrodynamics of the catamaran vessel KT-619 with a length L = 65,4 m, a width B = 5,76 m, a draft T = 1,85 m and a clearance (the distance between the inner sides of the vessel hulls) b = 3,44 m when moving at speed from 3,6 m/s to 7 m/s (Fr from 0,093 to 0,268), performed in the NUMECA/FineMarineTM software package at different values of roughness grain heights (0 m, 0,0003 m, 0,0001 m, 0,0003 m, 0,001 m, 0,003 m and 0,01 m). The numerical simulation parameters, as well as the computational grid, were established based on verification with the results of model experiments, which demonstrated good agreement. Based on the simulation results, graphs were constructed of the dependence of the total drag coefficient on the Froude number for each roughness grain height. The obtained data were compared with the results of M.Ya. Alferyev's research, and conclusions were drawn regarding the roughness grain heights that ensure the best agreement with M.Ya. Alferyev's results. The obtained results will be used for research into reducing wave drag on heavy-lift catamarans using bulbous floats.

шероховатостькатамарансопротивление движениючисленное моделированиевысота зерен шероховатостисопротивление тренияповерхность корпусов суднаснижение сопротивления движениюroughnesscatamaranresistance to motionnumerical modelingroughness grain heightfrictional resistanceship hull surfacereduction of resistance to motionReferencesАлферьев М.Я. Транспортные катамараны внутреннего плавания / М.Я. Алферьев, Г.С. Мадорский. — М.: Транспорт, 1976 г. — 336 с.Transportnye katamarany vnutrennego plavaniya [Inland waterway transport catamarans]. / M.Ya. Alferyev, G.S. Madorsky. Moscow: Transport, 1976. 336 p.Чебан Е.Ю. Исследование влияния несимметричных корпусов на гидродинамику речного катамарана грузоподъемностью 1000 т / Е.Ю. Чебан, М.Н. Москалева, А.И. Кожевников // Научные проблемы водного транспорта. — 2025. — № 84(3). — С. 56–68. — DOI 10.37890/jwt.vi84.617. — EDN IRIGOA.Cheban E.Yu., Moskaleva M.N., Kozhevnikov A.I. Study of the influence of asymmetric hulls on the hydrodynamics of a river catamaran 1000 ton capacity. Russian Journal of Water Transport. 2025. No. 84(3). P. 56–68. DOI 10.37890/jwt.vi84.617. EDN IRIGOA. (In Russ.)Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования большегрузного катамарана для внутренних водных путей численными методами / Е.Ю. Чебан, Е.А. Лукина, С.Г. Митрошин, О.В. Мартемьянова, Д.В. Никущенко // Морские интеллектуальные технологии. — 2023. — № 3, ч. 1(61). — С. 210–219. — DOI 37220/MIT.2023.61.3.021. — EDN PERDQG.Cheban E.Yu., Lukina E.A., Mitroshin S.G., Martem'yanova O.V., Nikushchenko D.V. Study of wave formation of a heavy-duty catamaran for inland waterways using numerical methods. Marine Intellectual Technologies. 2023. No. 3, pt. 1(61). P. 210–219. DOI 37220/ MIT.2023.61.3.021. EDN PERDQG. (In Russ.)Чебан Е.Ю. Исследование влияния подвижной стенки на волнообразование некоторых тел в ограниченном потоке / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников // Транспортные системы. — 2025. — № 3(37). — С. 27–32. — EDN OQFQKZ.Cheban E.Yu., Kozhevnikov A.I. Study of the influence of a moving wall on the wave formation of some bodies in a limited flow. Russian Journal of Water Transport. 2025. No. 3(37). P. 27–32. EDN OQFQKZ. (In Russ.)Чебан Е.Ю. Оценка параметров волн при движении некоторых тел простой формы в свободном потоке численными методами / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников, Д.В. Никущенко // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2025. — № 79. — С. 39–51. — EDN GIZBFY.Cheban E.Yu., Kozhevnikov A.I., Nikushchenko D.V. A study of some simple-shape bodies wave generation during motion in the unrestricted flow. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2025. No. 79. P. 39–51. EDN GIZBFY. (In Russ.)Горьковский институт инженеров водного транспорта, Кафедра теории корабля № ТБ-25. Отчет по теме № 17 «Изыскание новых типов судов для скоростных перевозок». — Горький, 1958.Gor'kovskii institut inzhenerov vodnogo transporta, Kafedra teorii korablya № TB-25. Otchet po teme № 17 «Izyskanie novykh tipov sudov dlya skorostnykh perevozok» [Gorky Institute of Water Transport Engineers, Department of Ship Theory No. TB-25. Report on Topic No. 17, "Research for New Types of Vessels for High-Speed Transportation"]. Gorky, 1958.User Manual FINE™/Marine v8.2, Documentation v8.2 NUMECA International 187–189. — Chaussee de la Hulpe 1170, Brussels, Belgium.User Manual FINE™/Marine v8.2, Documentation v8.2 NUMECA International, 187–189. Chaussee de la Hulpe 1170 Brussels, Belgium.Schultz M.P. Effects of coating roughness and biofouling on ship resistance and powering / M.P. Schultz // Biofouling. — 2007. — Vol. 23, No. 5. — P. 331–341.Schultz M.P. Effects of coating roughness and biofouling on ship resistance and powering. Biofouling. 2007. Vol. 23, No. 5. P. 331–341.Ligrani P.M. Structure of transitionally rough and fully rough turbulent boundary layers / P.M. Ligrani, R.J. Moffat // Journal of Fluid Mechanics. — 1986. — Vol. 162. — P. 69–98.Ligrani P.M., Moffat R.J. Structure of transitionally rough and fully rough turbulent boundary layers. Journal of Fluid Mechanics. 1986. Vol. 162. P. 69–98.Knopp T. A new extension for k-ω turbulence models to account for wall roughness / T. Knopp, B. Eisfeld, J.B. Calvo // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2009. — Vol. 30, No. 1. — P. 54–65.Knopp T., Eisfeld B., Calvo J.B. A new extension for kω turbulence models to account for wall roughness. International Journal of Heat and Fluid Flow. 2009. Vol. 30, No. 1. P. 54–65.Чебан Е.Ю. Оценка волнообразования большегрузного катамарана с различными формами внутреннего борта / Е.Ю. Чебан, О.В. Мартемьянова, С.Г. Митрошин, Н.Е. Зотова, А.В. Логвинов // Научные проблемы водного транспорта. — 2020. — № 63. — С. 109–120. — DOI 37890/jwt.vi63.82. — EDN AXBAQK.Cheban E.Yu., Martemyanova O.V., Mitroshin S.G., Zotova N.E., Logvinov A.E. Evaluation of wave formation of a heavy-lift catamaran with different inner side shapes. Russian Journal of Water Transport. 2020. No. 63. P. 109–120. DOI 37890/jwt.vi63.82. EDN AXBAQK. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.