مجله علوم و فنون دریایی

مجله علوم و فنون دریایی

‌شبیه‌سازی عددی مقاومت و تریم یک شناور تندرو بدنه پروازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی دریا، کشتی سازی، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.
چکیده
در دهه اخیر استفاده از شناورهای بدنه پروازی به علت عملکرد مناسب در سرعت‌های بالا در بخش های تجاری و نظامی بسیار گسترده شده است. به دلیل پیچیده ‌بودن رفتار شناورهای بدنه پروازی، تحلیل عملکرد هیدرودینامیکی آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. دینامیک سیالات محاسباتی ابزاری موثر و کارآمد برای تحلیل‌های عددی هیدرودینامیک شناورهای تندرو محسوب می‌گردد. در این تحقیق عملکرد هیدرودینامیکی یک شناور تندرو از سری فرم بدنه ناپل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و حل عددی معادلات متوسط‌گیری شده ناویر-استوکس (RANS) مورد بررسی قرار گرفته است. این شبیه‌سازی به صورت سه‌بعدی، با درنظرگرفتن اثر سطح آزاد و جریان توربولانسی انجام شده ‌است. برای محاسبه مقدار مقاومت و تریم، شناور در حالت دو درجه‌ی آزادی درنظر گرفته شده ‌است. همچنین با استفاده از حلگر شش درجه آزادی و با استفاده از مش‌های دینامیکی، معادلات دینامیک جسم صلب با معادلات حاکم بر سیال کوپل شده ‌است. شبیه‌سازی‌های عددی برای محاسبه مقاومت این شناور در محدوده اعداد رینولدز بزرگتر از 106 × 5/3 و در محدوده اعداد فرود 52/0 تا 65/1 صورت پذیرفته و با نتایج آزمایشگاهی موجود اعتبارسنجی گردیده ‌است. مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان می‌دهد که مقدار خطای متوسط برای مقاومت و تریم شناور به ترتیب کمتر از 3 درصد و 9 درصد است که دقت روش RANS را تایید می نماید. همچنین الگوی موج‌ و میدان ویک در پشت شناور مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Bakhtiari, M., Veysi, S. and Ghassemi, H., 2016. Numerical modeling of the stepped planing hull in calm water. International Journal of Engineering-Transactions B: Applications, 29(2), pp. 236-245. DOI: 10.5829/idosi.ije.2016.29.02b.13
De Luca, F. and Pensa, C., 2017. The Naples warped hard chine hulls systematic series. Ocean Engineering, 139, pp.205-236. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2017.04.038
De Marco, A., Mancini, S., Miranda, S., Scognamiglio, R. and Vitiello, L., 2017. Experimental and numerical hydrodynamic analysis of a stepped planing hull. Applied Ocean Research, 64, pp.135-154. DOI: 10.1016/j.apor.2017.02.004
Ghoshchi H., Ansari, M.R. and Azadi R., 2017. Numerical simulation of hydrodynamics of a model high-speed planning hull with two degrees of freedom. Modares Mechanical Engineering, 17(2), pp. 231-239. (in Persian)
Hajivand, A. and Daraie A., 2022. A Hybrid Method for the Hydrodynamic Analysis of SWATH Vessel. Journal of Marine Science and Technology, 21(1), pp. 39-52. DOI: 10.22113/jmst.2019.152341.2213
Moghaddas Ahangari, A.A. and Alavijam, S.M., 2021. The study of the effect of Variable Deadrise Angle on Hydrodynamic parameter of planning boat in calm water. Journal of Marine Science and Technology, 20(3), pp.143-156. DOI: 10.22113/jmst.2019.176525.2273
Nourghassemi, H., Ghassemi, H. and Taghva, H., 2018. Numerical hydrodynamic results of the two stepped planing hull. American Journal of Mechanical Engineering, 6(3), pp.93-97. DOI:10.12691/ajme-6-3-2
Savitsky, D., 1964. Hydrodynamic design of planing hulls, marine technology. Society of Naval Architects and Marine Engineers, New York.
Yousefi, A.R., Shafaghat, R., Mohebbi, M. and Ramiar, A., 2014. Drag reduction in a high-speed planing hull using tunnels. Modares Mechanical Engineering, 14(3), pp.51-59.
دوره 24، شماره 4
زمستان 1404
صفحه 78-90

  • تاریخ دریافت 23 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری 18 آذر 1399
  • تاریخ پذیرش 22 آذر 1399
  • تاریخ انتشار 01 دی 1404