On the use of compliant fairings on conventional moorings

Abstract

Compliant fairing made of plastic ribbons or flexible rubber filaments can be attached to the cables of taut‐line moorings to reduce the drag force of the currents. The efficiency of such fairing depends upon its orientation in the flow and the Reynolds number of the cable. Results of using filament fairing manufactured by ENDECO Inc. on a 337‐m long mooring in the mouth of Hudson Strait are discussed. The fairing was found to be detrimental in this application because of twisting of the wire rope, producing a “bottle‐brush” configuration, and because the normal drag coefficient Cd ? 2.5 ± 0.45 was found to exceed that of a bare cable by 65 per cent on average. The Reynolds number range for this drag coefficient was 2.6 × 10³ to 4.2 × 10³ and was determined by force measurements in a flume. It is concluded that the problems of correctly orienting the fairing in the flow, and the true drag coefficient for Reynolds numbers less than about 5 × 10⁴ must be carefully addressed in the design of conventional taut‐line moorings. Drag coefficients found in this study imply that compliant fairings would not be warranted for Reynolds numbers below about 5 × 10⁴ unless strumming was expected for bare cables.

Résumé

Un carénage flexible composé de rubans enplastique ou de filaments de caoutchouc flexible pourrait être attaché aux câbles des mouillages à cordeau tendu pour réduire la force de traînée des courants. L'efficacité d'un tel carénage dépendra de sa direction par rapport à l'écoulement ainsi que du nombre de Reynolds du câble. On discute des résultats obtenus lorsqu'on utilise un carénage de filament de 337 m de long fabriqué par ENDECO Inc. et adapté à de longues amarres à la bouche du détroit d'Hudson. On trouve que l'usage du carénage dans cette application était inapproprié vu l'enroulement du câble métallique qui produisait une configuration de “brosse à bouteille” et vu la valeur du coefficient de traînée normale Cd ? 2.5 ± 0.45 qui se trouvait en moyenne 65 pourcent supérieure à celle d'un câble nu. La gamme des valeurs du nombre de Reynolds pour ce coefficient de traînée variait de 2.6 × 10³ à 4.2 × 10³ et a été déterminée à partir des mesures prises dans un canal gaugeur. On conclu que les problèmes de l'orientation du carénage dans l'écoulement et de la détermination de la valeur réelle du coefficient de traînée d'un nombre de Reynolds inférieur à 5 × 10⁴ doivent être adéquatement résolus au cours de la conception des mouillages à cordeau tendu conventionnels. Les coefficients de traînée que l'on a calculés dans cette étude suggèrent qu'un carénage flexible ne serait pas nécessaire pour des nombres de Reynolds inférieurs à 5 × 10⁴ à moins que l'on s'attende à des raclements des câbles nus.