Abstract The Gate Rudder is a recently introduced twin rudder system whose major advantages stem from its energy-saving properties. The two foil-shaped blades of the rudder, placed aside of the propeller, act as a partial duct in the wake of the hull producing additional thrust. However, since the rudder is a primary safety device on any vessel, investigating the manoeuvrability performance of the Gate Rudder is a critical aspect that needs careful and detailed consideration. Owing to its peculiar working principle and location, the standard manoeuvrability prediction methods cannot produce reliable results since they are applied to rudders acting behind the propellers. This paper presents the first comprehensive investigation into the manoeuvrability performance of a Gate Rudder system, which includes the development of a modified MMG model, towing tank experiments and full-scale measurements. The modified MMG model was conceived to predict the manoeuvring motions of a ship with the Gate Rudder system. A generalised prediction method is defined based on this modified MMG model and detailed CFD analysis of the flow pattern around the Gate Rudder for two commercial hull-forms. The simulation model of the Gate Rudder is validated by means of towing tank tests and full-scale manoeuvring trials. The sea trials were conducted onboard two sister container vessels, the first fitted with the first-ever Gate Rudder system and the second with a high-performance flap rudder. This also allowed to compare the two different steering systems.

中文翻译：

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使用数值、实验和全尺寸技术研究门舵系统的机动特性

摘要 门舵是新近推出的双舵系统，其主要优点在于其节能特性。舵的两个箔形叶片放置在螺旋桨旁边，在船体的尾流中充当部分管道，产生额外的推力。然而，由于舵是任何船舶上的主要安全装置，因此研究门舵的操纵性能是一个需要仔细和详细考虑的关键方面。由于其特殊的工作原理和位置，标准的机动性预测方法无法产生可靠的结果，因为它们应用于作用在螺旋桨后面的方向舵。本文首次全面研究了门舵系统的机动性能，其中包括改进 MMG 模型的开发，拖车实验和全尺寸测量。修改后的 MMG 模型旨在预测带有门舵系统的船舶的操纵运动。基于此修改后的 MMG 模型和对两种商业船体形式的门舵周围流动模式的详细 CFD 分析，定义了一种通用预测方法。Gate Rudder 的仿真模型通过拖曳水箱测试和全尺​​寸机动试验进行验证。海上试验是在两艘姊妹集装箱船上进行的，第一艘配备有史以来第一个门舵系统，第二艘配备高性能襟翼舵。这也允许比较两种不同的转向系统。基于此修改后的 MMG 模型和对两种商业船体形式的门舵周围流动模式的详细 CFD 分析，定义了一种通用预测方法。Gate Rudder 的仿真模型通过拖曳水箱测试和全尺​​寸机动试验进行验证。海上试验是在两艘姊妹集装箱船上进行的，第一艘配备有史以来第一个门舵系统，第二艘配备高性能襟翼舵。这也允许比较两种不同的转向系统。基于此修改后的 MMG 模型和对两种商业船体形式的门舵周围流动模式的详细 CFD 分析，定义了一种通用预测方法。Gate Rudder 的仿真模型通过拖曳水箱测试和全尺​​寸机动试验进行验证。海上试验是在两艘姊妹集装箱船上进行的，第一艘配备有史以来第一个门舵系统，第二艘配备高性能襟翼舵。这也允许比较两种不同的转向系统。海上试验是在两艘姊妹集装箱船上进行的，第一艘配备有史以来第一个门舵系统，第二艘配备高性能襟翼舵。这也允许比较两种不同的转向系统。海上试验是在两艘姊妹集装箱船上进行的，第一艘配备有史以来第一个门舵系统，第二艘配备高性能襟翼舵。这也允许比较两种不同的转向系统。