آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
1- دانشجوی دکتری رشته مهندسی دریا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
2- استاد، قطب علمی هیدرودینامیک و دینامیک متحرک های دریایی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
2- استاد، قطب علمی هیدرودینامیک و دینامیک متحرک های دریایی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
چکیده: (13 مشاهده)
در شرایطی که داده‌های تجربی معتبر برای شناور تندروی جستجو و نجات ناجی ۷ در دسترس نیست، این پژوهش با هدف توسعه یک روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای برآورد دقیق ضرایب هیدرودینامیکی مانورپذیری این شناور انجام شده است. نوآوری اصلی مطالعه، بهره‌گیری از تحلیل حساسیت مش‌بندی برای تعیین شبکه بهینه در عدد فرود 19/1 است. این عدد فرود به‌عنوان نماینده‌ای از سرعت عملیاتی واقعی شناور در شرایط مأموریتی انتخاب شده و تحلیل در این رژیم، تصویری واقعی از عملکرد مانوری شناور در میدان عملیات ارائه می‌دهد.
در ابتدا، نقشه‌های دوبعدی شناور با استفاده از داده‌های واقعی در AutoCAD ترسیم و مدل سه‌بعدی در SolidWorks ساخته شد. سپس مدل جهت استخراج مشخصات هیدرواستاتیکی به Maxsurf منتقل و در نهایت برای انجام شبیه‌سازی‌های CFD وارد محیط STAR-CCM+ شد. تحلیل حساسیت شبکه با مش‌بندی‌های مختلف انجام و شبکه بهینه بر مبنای همگرایی نیروی مقاومت انتخاب گردید.جهت استخراج ضرایب هیدرودینامیکی، دو نوع آزمایش عددی شامل تست‌های استاتیکی و دینامیکی انجام شد. در تست‌های استاتیکی، نیروها و ممان‌ها، تریم، هیل، توزیع فشار و الگوی موج ارزیابی شدند. در تست‌های دینامیکی، نوسانات سوی و یاو در پنج فرکانس تحریک (05/0 تا 4/0 هرتز) مدل‌سازی و مقادیر نیرو و ممان در لحظات اوج سرعت و شتاب استخراج گردید. ضرایب وابسته به سرعت و شتاب نیز با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت محاسبه شد.
مقایسه با نتایج تجربی منتشرشده برای شناورهای مشابه، میانگین خطایی کمتر از ۸٪ در نیروها و کمتر از ۱۲٪ در ممان‌ها را نشان داد. کل زمان محاسباتی برای اجرای شبیه‌سازی‌ها حدود ۳۲ ساعت بر روی یک سیستم با ۸ هسته پردازشی بود. این روش می‌تواند به‌عنوان رویکردی جایگزین و قابل اعتماد برای تحلیل مانورپذیری شناورهای تندرو در شرایط فقدان داده‌های تجربی به‌کار گرفته شود و در طراحی ایمن و بهینه آن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
در ابتدا، نقشه‌های دوبعدی شناور با استفاده از داده‌های واقعی در AutoCAD ترسیم و مدل سه‌بعدی در SolidWorks ساخته شد. سپس مدل جهت استخراج مشخصات هیدرواستاتیکی به Maxsurf منتقل و در نهایت برای انجام شبیه‌سازی‌های CFD وارد محیط STAR-CCM+ شد. تحلیل حساسیت شبکه با مش‌بندی‌های مختلف انجام و شبکه بهینه بر مبنای همگرایی نیروی مقاومت انتخاب گردید.جهت استخراج ضرایب هیدرودینامیکی، دو نوع آزمایش عددی شامل تست‌های استاتیکی و دینامیکی انجام شد. در تست‌های استاتیکی، نیروها و ممان‌ها، تریم، هیل، توزیع فشار و الگوی موج ارزیابی شدند. در تست‌های دینامیکی، نوسانات سوی و یاو در پنج فرکانس تحریک (05/0 تا 4/0 هرتز) مدل‌سازی و مقادیر نیرو و ممان در لحظات اوج سرعت و شتاب استخراج گردید. ضرایب وابسته به سرعت و شتاب نیز با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت محاسبه شد.
مقایسه با نتایج تجربی منتشرشده برای شناورهای مشابه، میانگین خطایی کمتر از ۸٪ در نیروها و کمتر از ۱۲٪ در ممان‌ها را نشان داد. کل زمان محاسباتی برای اجرای شبیه‌سازی‌ها حدود ۳۲ ساعت بر روی یک سیستم با ۸ هسته پردازشی بود. این روش می‌تواند به‌عنوان رویکردی جایگزین و قابل اعتماد برای تحلیل مانورپذیری شناورهای تندرو در شرایط فقدان داده‌های تجربی به‌کار گرفته شود و در طراحی ایمن و بهینه آن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
واژه‌های کلیدی: مانورپذیری شناور، ضرایب هیدرودینامیکی، تست های استاتیکی و دینامیکی، شناور تندرو، شبیه سازی مدل مقید
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 3217 KB] (3 دریافت)
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.