آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
1- دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
چکیده: (23 مشاهده)
پدیدهی کوبش در سینهی کشتی هنگام حرکت در دریای مواج، یکی از مهمترین علل تمرکز تنش و تغییر شکل سازهای در کشتیها است. برخورد ناگهانی بدنه با سطح آب، پیکهای فشار گذرا و پاسخهای هیدروالاستیک پیچیدهای را ایجاد میکند. هدف این مطالعه، بررسی پاسخ سازهای و هیدروالاستیک ناحیهی سینهی یک کشتی کانتینربر ۱۸۷ متری در شرایط حذف دیوارههای طولی کناری تحت بارهای کوبش است در این پژوهش، مدل اصلاحشدهی سینه کشتی با جزئیات پوسته و تقویتکنندهها و با حذف دیوارههای طولی کناری ایجاد گردید. شبیهسازی عددی با استفاده از جفتسازی دوطرفه حلگر اجزای محدود آباکوس و حلگر دینامیک سیالات محاسباتی اِستار-سیسیاِم پِلاس انجام گرفت. نتایج نشان دادند که بیشینه فشار کوبش در ناحیه کف سینه و بیشینه تنش معادل در ناحیه پهلوهای سینه ایجاد میشوند. حذف دیوارههای طولی موجب افزایش وسعت و شدت تنشها شده و در مناطقی با تقویتکننده کمتر تمرکز تنش بیشتر مشاهده شد، بهطوری که در مقایسه با مدل کامل بیشینه تنش در مقاطع افقی پایین اختلاف کمتری نسبت به مقاطع بالاتر دارد. این اختلاف در مقاطع پایین کمتر از ۱۰ درصد و در مقاطع بالایی تا 3.7 برابر میرسد. نتایج نشاندهنده تفاوتهای قابلتوجه میان مدل کامل سازهای و پیکربندی سادهسازیشده با حذف دیوارههای طولی است و نقش این دیوارهها را در پاسخ سازهای سینه کشتی تحت بارهای کوبش برجسته میسازد.
واژههای کلیدی: بار کوبش، اندرکنش سازه – سیال، هیدرو الاستیسیته کشتی، جفتسازی دوطرفه، سازهی سینهی کشتی
متن کامل [PDF 3106 kb]
(13 دریافت)
نکات برجسته
- توسعه یک مدل اندرکنش دوطرفه دینامیکِ سیالاتِ محاسباتی – روش اجزای محدود برای شبیهسازی کوبش سینه کشتی
- بررسی اثر حذف دیوارههای طولی کناری بر پاسخ هیدروالاستیک سازه سینه کشتی
- وقوع بیشینه فشار کوبش در ناحیه کف و بیشینه تنش در ناحیه پهلوها
- افزایش تنش تا 7/3 برابر در مقاطع فوقانی پس از حذف دیوارههای طولی جانبی
- کاربرد موفق روش جفتسازی دوطرفه دینامیکِ سیالاتِ محاسباتی – روش اجزای محدود در تحلیل اندرکنش سیال–سازه ناشی از کوبش سینه کشتی
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 2629 KB] (3 دریافت)
فهرست منابع
1. Luo, H., Wang, S. and Guedes Soares, C., (2011), Numerical prediction of slamming loads on a rigid wedge subjected to water entry using an explicit finite element method, Advances in Marine Structures, p.41-47. [DOI:10.1201/b10771-7]
2. von Karman, T., (1929), The Impact on Seaplane Floats during Landing, National Advisory Committee for Aeronautics, p.309-313.
3. Wagner, H., (1932), Über Stoß- und Gleitvorgänge an der Oberfläche von Flüssigkeiten, ZAMM - Journal of Applied Mathematics and Mechanics, Vol.12, No.4, p.193-215. [DOI:10.1002/zamm.19320120402]
4. Zhao, R. and Faltinsen, O., (1993), Water entry of two-dimensional bodies, Journal of Fluid Mechanics, Vol.246, p.593-612. [DOI:10.1017/S002211209300028X]
5. Lv, J. and Grenestedt, J.L., (2015), Analytical study of the responses of bottom panels to slamming loads, Ocean Engineering, Vol.94, p.116-125. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2014.11.009]
6. Sinha, S., Kar, S. and Sarangdhar, D., (2008), Development of Simplified Structural Design Formulation for Slamming Loads, Proceedings of OMAE 2008. [DOI:10.1115/OMAE2008-57740]
7. Paik, J. and Shin, Y., (2006), Structural damage and strength criteria for ship stiffened panels under impact pressure actions arising from sloshing, slamming and green water loading, Ships and Offshore Structures, Vol.1, p.249-256. [DOI:10.1533/saos.2006.0109]
8. El Malki Alaoui, A. and Nême, A., (2014), Pressure Measurements Comparison Using Transducers During Vertical Slamming Test, Proceedings of PVP 2014. [DOI:10.1115/PVP2014-28974]
9. Park, J., Choi, J.H., Lee, H.-H. and Rhee, S.H., (2020), Experimental study on the effects of stern bulb arrangement on the slamming load, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol.12, p.518-530. [DOI:10.1016/j.ijnaoe.2020.03.006]
10. Shin, H., Seo, B. and Cho, S.-R., (2018), Experimental investigation of slamming impact acted on flat bottom bodies and cumulative damage, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol.10, No.3, p.294-306. [DOI:10.1016/j.ijnaoe.2017.06.004]
11. Dessi, D. and Ciappi, E., (2013), Slamming clustering on fast ships: From impact dynamics to global response analysis, Ocean Engineering, Vol.62, p.110-122. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2012.12.051]
12. Jiao, J., Ren, H., Sun, S.-Z. and Adenya, C., (2016), Experimental Investigation of Wave-Induced Ship Hydroelastic Vibrations by Large-Scale Model Measurement in Coastal Waves, Shock and Vibration, Vol.2016, p.1-14. [DOI:10.1155/2016/9296783]
13. Kim, K.-H., Kim, B.W. and Hong, S.Y., (2019), Experimental investigations on extreme bow-flare slamming loads of 10,000-TEU containership, Ocean Engineering, Vol.171, p.225-240. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2018.08.045]
14. Wang, S. and Guedes Soares, C., (2013), Comparison of simplified approaches and numerical tools to predict the loads on bottom slamming of ship structures, Marine Structures, p.157-168. [DOI:10.1201/b15813-21]
15. Wang, S. and Guedes Soares, C., (2013), Slam induced loads on bow-flared sections with various roll angles, Ocean Engineering, Vol.67, p.45-57. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2013.04.009]
16. Chen, L.L., Ren, H.L., Feng, G.Q. and Duan, F., (2014), Numerical Calculation of Slamming Pressure on Wet-Deck of Trimaran, Applied Mechanics and Materials, Vol.543-547, p.414-419. [DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.543-547.414]
17. Chen, C.-R. and Chen, H.-C., (2015), CFD Simulation of Bow and Stern Slamming on a Container Ship in Random Waves, International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol.25, p.185-193. [DOI:10.17736/ijope.2015.sh15]
18. Lee, Y., White, N., Wang, Z., Zhang, S. and Hirdaris, S.E., (2011), Comparison of Springing And Whipping Responses of Model Tests With Predicted Nonlinear Hydroelastic Analyses, Proceedings of the Twenty-first International Offshore and Polar Engineering Conference.
19. Hirdaris, S.E. et al., (2014), Loads for use in the design of ships and offshore structures, Ocean Engineering, Vol.78, p.131-174. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2013.09.012]
20. Lakshmynarayanana, P.A.K. and Hirdaris, S., (2020), Comparison of nonlinear one- and two-way FFSI methods for the prediction of the symmetric response of a containership in waves, Ocean Engineering, Vol.203, p.107179. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2020.107179]
21. Jiao, J., Huang, S., Wang, S. and Guedes Soares, C., (2021), A CFD-FEA two-way coupling method for predicting ship wave loads and hydroelastic responses, Applied Ocean Research, Vol.117, p.102919. [DOI:10.1016/j.apor.2021.102919]
22. Chen, Z., Jiao, J., Wang, Q. and Wang, S., (2022), CFD-FEM Simulation of Slamming Loads on Wedge Structure with Stiffeners Considering Hydroelasticity Effects, Journal of Marine Science and Engineering, Vol.10, p.1591. [DOI:10.3390/jmse10111591]
23. Chen, Z., Jialong, J., Shuai, C., Fan, Z. and Feng, Q., (2024), CFD-FEM simulation of hydroelastic responses and slamming loads of a bow-flare ship advancing in head regular waves, Ships and Offshore Structures, p.1-17. [DOI:10.1080/17445302.2024.2397298]
24. Jiao, J., Chen, Z., Xu, W., Bu, S. and Zhang, P., (2024), Asymmetric water entry of a wedged grillage structure investigated by CFD-FEM co-simulation, Ocean Engineering, Vol.302, p.117612. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.117612]
25. Esmaeili Roshanavand, D., (2025), Response analysis of ship bow structure under slamming load, MSc Thesis, Maritime Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic). (In Persian)
26. Xie, H., Liu, X., Zhang, Z., Ren, H. and Liu, F., (2021), Methodology of evaluating local dynamic response of a hull structure subjected to slamming loads in extreme sea, Ocean Engineering, Vol.239, p.109763. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.109763]
27. DNV, (2021), DNV-CG-0127: Finite Element Analysis, Class Guideline, Edition August 2021, DNV AS.
28. Nazari, A., Chen, L., Battaglia, F., Ferris, J.B., Flintsch, G. and Taheri, S., (2020), Prediction of hydroplaning potential using fully coupled finite element-computational fluid dynamics tire models, Journal of Fluids Engineering, Vol.142, No.10, p.101202. [DOI:10.1115/1.4047393]
29. Wilson, R.V., Carrica, P.M. and Stern, F., (2006), Unsteady RANS method for ship motions with application to roll for a surface combatant, Computers & Fluids, Vol.35, No.5, p.501-524. [DOI:10.1016/j.compfluid.2004.12.005]
30. ITTC, (2017), Uncertainty Analysis in CFD Verification and Validation Methodology and Procedures, ITTC-Recommended Procedures and Guidelines, p.1-13.
31. Huang, S., Jiao, J. and Guedes Soares, C., (2022), Uncertainty analyses on the CFD-FEA co-simulations of ship wave loads and whipping responses, Marine Structures, Vol.82, p.103129. [DOI:10.1016/j.marstruc.2021.103129]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.