پیام خود را بنویسید
                  برگشت به فهرست مقالات | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print

بررسی و طراحی مفهومی یک سیستم پیشرانش جت آب با استفاده از روش استخراج پارامترهای اولیه بر مبنای طراحی آماری
سروش صرافان صادقی*1 ، وحید اصفهانیان1 ، امیرمحمد ارجمند کرمانی2
1- دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران
2- دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه ایالتی اوهایو،
چکیده:   (524 مشاهده)

در این پژوهش، باهدف تسهیل و بهبود فرآیند طراحی سامانه‌های پیشرانش جت آب، یک رویکرد جامع مبتنی برداده و مدل‌سازی ارائه‌شدهشده‌است. ابتدا، با مرور گسترده ادبیات موجود و جمع‌آوری داده‌های تجربی از نمونه‌های تجاری، یک مدل طراحی آماری جامع توسعه یافت. سپس، دو الگوریتم طراحی مفهومی بر اساس این مدل، برای تسهیل فرآیند طراحی اولیه ارائه شد. صحت و دقت این الگوریتم‌ها با مقایسه نتایج حاصل از آن‌ها با داده‌های تجربی موجود مورد ارزیابی قرار گرفت. درنهایت، با استفاده از این الگوریتم‌ها، طراحی مفهومی یک سامانه پیشرانش جت آب با توان 500 کیلووات به‌عنوان نمونه انجام شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، روشی کارآمد و دقیق برای طراحی مفهومی سامانه‌های پیشرانش جت آب است. این روش با ترکیب تحلیل‌های آماری و مدل‌سازی، امکان تخمین سریع و دقیق پارامترهای طراحی را فراهم می‌کند. همچنین، با ارائه یک چارچوب سامانمند، به طراحان کمک می‌کند تا به طراحی بهینه دست یابند.

واژه‌های کلیدی: سیستم پیشرانش جت آب، طراحی مفهومی، طراحی آماری، الگوریتم طراحی
متن کامل [PDF 910 kb]   (221 دریافت)    

نکات برجسته مقاله:

  • ارائه یک رویکرد جامع مبتنی بر داده و مدل‌سازی برای طراحی سامانه‌های پیشرانش جت آب.
  • تدوین یک مدل طراحی آماری جامع با استفاده از مرور منابع و داده‌های تجربی.
  • پیشنهاد دو الگوریتم طراحی مفهومی برای تسهیل فرآیند طراحی اولیه.
  • ارزیابی صحت و دقت الگوریتم‌ها با مقایسه نتایج با داده‌های تجربی.
  • انجام یک مطالعه موردی برای طراحی مفهومی یک سامانه 500 کیلوواتی.
  • اثبات کارآمدی و دقت روش پیشنهادی در طراحی مفهومی.
  • فراهم آوردن امکان تخمین سریع و دقیق پارامترهای طراحی.
  • ارائه یک چارچوب نظام‌مند برای دستیابی به طرح‌های بهینه.

نوع مطالعه: مقاله پژوهشي | موضوع مقاله: موتور اصلي، ماشين‌آلات و سيستم‌هاي الكتريكي
دریافت: 1403/9/7 | پذیرش: 1403/12/13
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 1693 KB]  (6 دریافت)
فهرست منابع
1. A. Menon, "No Title," Naval Architecture, 2021. https://www.marineinsight.com/naval-architecture/understanding-water-jet-propulsion-working-principle-design-and-advantages/ (accessed Oct. 12, 2021).
2. Tony Buttler, Jet Prototypes of World War II: Gloster, Heinkel, and Caproni Campini's wartime jet programmes. Osprey Publishing.
3. G. Alegi, "Secondo's Slow Burner, Campini Caproni and the C.C.2," Aviat. Hist., no. 6, p. 76.
4. River King, "No Title," New Zealand narrative. https://www.nzedge.com/legends/bill-hamilton/ (accessed Mar. 11, 2021).
5. R. HATTE and H. J. DAVIS, "Selection of Hydrofoil Waterjet Propulsion Systems," J. Hydronautics, vol. 1, no. 1, pp. 12-22, Jan. 1967, doi: 10.2514/3.62747. [DOI:10.2514/3.62747]
6. L. ARCAND and C. R. COMOLLI, "Optimization of Waterjet Propulsion for High-Speed Ships," J. Hydronautics, vol. 2, no. 1, pp. 2-8, Jan. 1968, doi: 10.2514/3.62766. [DOI:10.2514/3.62766]
7. J. H. Brandau, "Performance of Waterjet Propulsion Systems- A Review of the State-of-the-Art," J. Hydronautics, vol. 2, pp. 61-73, 1968, [Online]. Available: https://api.semanticscholar.org/CorpusID:110077348 [DOI:10.2514/3.62775]
8. N. Fujisawa, "Measurements of Basic Performances for Waterjet Propulsion Systems in Water Tunnel," Int. J. Rotating Mach., vol. 2, no. 1, pp. 43-50, 1995, doi: 10.1155/S1023621X95000194. [DOI:10.1155/S1023621X95000194]
9. H. W. Oh, E. S. Yoon, K. S. Kim, and J. W. Ahn, "A practical approach to the hydraulic design and performance analysis of a mixed-flow pump for marine waterjet propulsion," Proc. Inst. Mech. Eng. Part A J. Power Energy, vol. 217, no. 6, pp. 659-664, Sep. 2003, doi: 10.1177/095765090321700610. [DOI:10.1177/095765090321700610]
10. N. W. H. Bulten, "A breakthrough in waterjet propulsion systems," Doha Int. Marit. Def. Exhib. Conf., no. March, pp. 2-7, 2008, [Online]. Available: http://www.rusiqatar.org/attach/7B_SHIP DESIGN & MAINTENANCE - NORBERT BULTEN.pdf
11. M.-C. Kim, H.-H. Chun, H. Y. Kim, W. K. Park, and U. H. Jung, "Comparison of waterjet performance in tracked vehicles by impeller diameter," Ocean Eng., vol. 36, no. 17, pp. 1438-1445, 2009, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2009.07.017 [DOI:10.1016/j.oceaneng.2009.07.017.]
12. D. Bonaiuti, M. Zangeneh, R. Aartojarvi, and J. Eriksson, "Parametric Design of a Waterjet Pump by Means of Inverse Design, CFD Calculations and Experimental Analyses," J. Fluids Eng., vol. 132, no. 3, Mar. 2010, doi: 10.1115/1.4001005. [DOI:10.1115/1.4001005]
13. Y. Deng, P. Zou, X. Kang, and Y. Wang, "Experimental Investigations on Non-premixed Methane-air Flames in Radial Microchannels with a Controlled Temperature Profile," Combust. Sci. Technol., vol. 194, no. 16, pp. 3318-3339, 2022, doi: 10.1080/00102202.2021.1925660. [DOI:10.1080/00102202.2021.1925660]
14. S. Guo, J. Du, X. Ye, R. Yan, and H. Gao, "The computational design of a water jet propulsion spherical underwater vehicle," in 2011 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2011, pp. 2375-2379. doi: 10.1109/ICMA.2011.5986358. [DOI:10.1109/ICMA.2011.5986358]
15. C. Yue, S. Guo, X. Lin, and J. Du, "Analysis and improvement of the water-jet propulsion system of a spherical underwater robot," in 2012 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2012, pp. 2208-2213. doi: 10.1109/ICMA.2012.6285686. [DOI:10.1109/ICMA.2012.6285686]
16. M. Altosole, G. Benvenuto, M. Figari, and U. Campora, "Dimensionless numerical approaches for the performance prediction of marine waterjet propulsion units," Int. J. Rotating Mach., vol. 2012, no. i, 2012, doi: 10.1155/2012/321306. [DOI:10.1155/2012/321306]
17. M. Kandasamy et al., "Simulation based design optimization of waterjet propelled Delft catamaran," Int. Shipbuild. Prog., vol. 60, pp. 277-308, 2013, doi: 10.3233/ISP-130098.
18. P. Ghadimi, R. Shademani, and M. Y. Fard, "Performance assessment of the waterjet propulsion system through a combined analytical and numerical approach," Int. J. Phys., vol. 1, no. 2, pp. 22-27, 2013, doi: 10.12691/ijp-1-2-1.
19. Y. Ni, W. Liu, Z. Shen, and X. Pan, "Thrust characteristics and nozzle role of water jet propulsion," Int. J. Fluid Mach. Syst., vol. 10, no. 1, pp. 47-53, 2017, doi: 10.5293/IJFMS.2017.10.1.047. [DOI:10.5293/IJFMS.2017.10.1.047]
20. J. Gong, C. Guo, C. Wang, T. Wu, and K. Song, "Analysis of waterjet-hull interaction and its impact on the propulsion performance of a four-waterjet-propelled ship," Ocean Eng., vol. 180, pp. 211-222, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.04.002 [DOI:10.1016/j.oceaneng.2019.04.002.]
21. R. Huang, Y. Dai, X. Luo, Y. Wang, and C. Huang, "Multi-objective optimization of the flush-type intake duct for a waterjet propulsion system," Ocean Eng., vol. 187, p. 106172, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106172 [DOI:10.1016/j.oceaneng.2019.106172.]
22. C. Wang et al., "Numerical Simulation on Hydraulic Characteristics of Nozzle in Waterjet Propulsion System," Processes, vol. 7, no. 12, 2019, doi: 10.3390/pr7120915. [DOI:10.3390/pr7120915]
23. W. Jiao, L. Cheng, D. Zhang, B. Zhang, Y. Su, and C. Wang, "Optimal Design of Inlet Passage for Waterjet Propulsion System Based on Flow and Geometric Parameters," Adv. Mater. Sci. Eng., vol. 2019, no. 1, p. 2320981, Jan. 2019, doi: https://doi.org/10.1155/2019/2320981 [DOI:10.1155/2019/2320981.]
24. L. Zhang, J. N. Zhang, Y. C. Shang, G. X. Dong, and W. M. Chen, "A Practical approach to the assessment of waterjet propulsion performance: The case of a waterjet-propelled trimaran," Polish Marit. Res., vol. 26, no. 4, pp. 27-38, 2020, doi: 10.2478/pomr-2019-0063. [DOI:10.2478/pomr-2019-0063]
25. I. Pinheiro De Araújo Costa and F. S. Gomes, "Comparative analysis between waterjet and conventional propulsion: A new possibility for use in Brazilian Navy Ships," ICPR-Americas 20230 - Gen. Sess., pp. 1-14, 2020.
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

Creative Commons License
International Journal of Maritime Technology is licensed under a

Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.