per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
4
12
205126
Original Article
تحلیل عددی هیدرودینامیکی پروانه مغروق در شرایط عملکردی مختلف با استفاد از روش دینامیک سیالات محاسباتی
Numerical hydrodynamic analysis of submerged propeller under different operating conditions using computational fluid dynamics method
فرخناز زلفی
farahnaz_1391@yahoo.com
1
سجاد حاجی زاده
hajizadeh@pgu.ac.ir
2
دانشگاه خلیج فارس
مهندسی دریا- دانشکده مهندسی- دانشگاه خلیج فارس
در یک قرن اخیر با پیشرفت تکنولوژی و با توجه به لزوم افزایش سرعت در جابجاییها و حملونقل های دریایی، توجه به سیستم های رانش با بازدهی بالا افزایش چشمگیری داشته است. نکته حائر اهمیت آن است که در این راستا، مباحث مرتبط با افزایش تراست به منظور افزایش سرعت، همواره مورد نظر بوده است. یکی از روش های مرتبط، طراحی و انتخاب سیستم پیشرانش مناسب و در کنار آن انتخاب پروانهای با بازدهی قابل توجه میباشد. در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی به کمک نرمافزار STAR CCM+ به شبیهسازی عددی یک پروانه دریایی چهار پرهای مغروق پرداخته شده است و اثرات این نوع از پروانهها بر پارامترهای کلیدی راندمان، ضریب گشتاور و ضریب تراست بر حسب ضریب پیشروی بررسی و با نتایج آزمایشگاهی موجود، مقایسه گردیده است و تطابق خوبی بین نتایج عددی بدست آمده و نتایج تجربی موجود مشاهده شده است. بیشترین اختلاف بین راندمان بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود 15 درصد بوده است که در ضریب پیشروی 1.4 رخ داده است.
In the last century, with the advent of technology and the need for increased speeds in maritime transport, pay attention to the high-efficiency propulsion systems has increased dramatically. The important note in this regard is that, in order to increase speed discussions about that always have been the focus. One of the related methods is to, design and select the appropriate propulsion system and to select the propeller with remarkable efficiency. In this paper, numerical simulation of a four blade submerged propeller using the computational fluid dynamics method with the help of STAR CCM + software has been performed and the effects of these kinds of propellers on the key parameters of efficiency, torque coefficient and the thrust coefficient is evaluated in terms of the advance ratio and compared with the available experimental results and good agreement between the numerical results and the existing experimental results is observed. The largest difference between the efficiency obtained from the simulation and the experimental results was 15%, which occurred in the advance ratio of 1.4.
https://mst.ihu.ac.ir/article_205126_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
تحلیل عددی هیدرودینامیکی
پروانه کشتی
ضریب تراست
ضریب گشتاور
دینامیک سیالات محاسباتی
Numerical hydrodynamic analysis
ship propeller
thrust coefficient
torque coefficient
Finite Volume Method
per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
14
24
205127
Original Article
معرفی ساختارهای ساندویچی نوین مبتنی بر چندلایههای الیافی-فلزی (FMLs) و هسته بالسا برای استفاده در سازههای دریایی
Introducing Novel Sandwich Structures Based on Fiber Metal Laminates (FMLs) and Balsa Core for Marine Structures
مسلم نجفی
moslem.najafi85@yahoo.com
1
محمد حسین کریمی
mhkcom480@yahoo.com
2
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
امروزه ساختارهای ساندویچی متشکل از هسته بالسا و پوستههای کامپوزیتی به طور گستردهای در تولید سازههای دریایی سبکوزن و مستحکم مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، بالسا به عنوان یک ماده آبدوست به رطوبت حساس بوده و نفوذ رطوبت از طریق پوستههای کامپوزیتی آسیبدیده به درون ساختارهای ساندویچی منجر به جذب آب شدید، فساد هسته بالسا و بروز تورق در ناحیه اتصال پوسته به هسته خواهد شد. در این پژوهش به منظور بهبود تحمل آسیب ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا، ایده استفاده از چندلایههای الیافی-فلزی بجای پوستههای کامپوزیتی مطرح شده است. به این ترتیب، پس از ارزیابی رفتار جذب آب این نوع ساختارهای ساندویچی، نمونههای ساخته شده از هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی تحت بارگذاری فشاری قرار گرفته و مقادیر بحرانی کمانش تعیین شد. علاوه بر این، جهت تعیین میزان تأثیر پوسته بر خواص مکانیکی این نوع ساختارها، نمونههایی با هسته مشابه و پوسته کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه/اپوکسی نیز تهیه شده و تحت آزمایشهای مشابه قرار گرفتند. نتایج آزمونهای تجربی نشان میدهد که ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی در مقایسه با انواع متداول ساختارهای ساندویچی با پوسته کامپوزیتی جذب آب کمتر و رفتار مکانیکی بسیار مناسبتری از خود بروز میدهند.
Nowadays, sandwich structures based on balsa core and composite skins are widely used in the production of lightweight and high-strength marine structures. However, Balsa, as a hydrophilic material, is sensitive to moisture, and penetration of moisture through damaged composite skins into the sandwich structures will result in severe water uptake, balsa core decay, and delamination in skin/core interface. In order to improve the damage tolerance of sandwich structures with balsa core, the idea of using fiber metal laminates (FMLs) instead of composite skins has been proposed in this research. In this way, following the evaluation of the water absorption behavior of these types of sandwich structures, the specimens made of balsa core and FMLs skins were subjected to compressive loading and critical buckling values were determined. In order to investigate the effect of the skin on the mechanical properties of these structures, the specimens with similar core and composite skins made of glass/epoxy were also prepared and subjected to similar experiments. Experimental results show that sandwich structures with balsa core and FMLs skins exhibit less water absorption and much better mechanical behavior than conventional sandwich structures with composite skins.
https://mst.ihu.ac.ir/article_205127_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
ساختارهای ساندویچی
چندلایههای الیافی-فلزی
بالسا
رفتار کمانشی
Sandwich Structures
Fiber Metal Laminates
Balsa
Buckling Behavior
per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
26
35
205128
Original Article
تأثیر مشخصههای سینماتیکی در برخورد ورق الاستیک با آب
Effect of kinematic characteristics on the impact of an elastic plate with water
هاشم مرادی
h.moradikh@aut.ac.ir
1
احمد رهبر رنجی
rahbar@aut.ac.ir
2
حسن حدادپور
haddadpour@sharif.edu
3
دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران 15914، ایران
دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران 15914، ایران
استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران 11115-8639
نیروی برخورد با آب ناشی از اسلمینگ یکی از نیروهای مهمی است که ممکن است پاسخ هیدروالاستیک سازه شناور به آن قابل توجه باشد. مدل کردن این پدیده و اندرکنش متقابل نیرو هیدرودینامیکی و تغییرشکل سازه از مسائل چالشی در سازههای دریایی و نشست روی آب وسایل پروازی است. در این مقاله، با استفاده از مدل هیدروالاستیک موجود که برای برخورد ورق با آب ارائه شده است اثر مشخصههای سینماتیکی شامل سرعتهای عمودی، زاویهای و افقی و همچنین زاویه شیب، بر پاسخ هیدروالاستیک ورق بررسی میشود. علاوه بر آن، با استفاده از پارامترهای بدونبعد بدست آمده از مشخصه-های سینماتیکی، شرایطی که اثر سرعت افقی و زاویه شیب در برخورد مایل ورق با آب ناچیز است، تعیین گردید. در این شرایط برخورد ورق به سمت برخورد قائم با زاویه شیب صفر میل میکند. یافتهها نشان میدهد که در هر دو برخورد عمودی و مایل، افزایش سرعت عمودی پریود نوسانات را کم میکند و رابطه ماکزیمم تغییرشکل با سرعت عمودی و سرعت زاویهای بصورت خطی است.
The water impact force caused by slamming is one of the important forces that the hydroelastic response of the craft's structure may be significant. Modeling of this phenomenon and the interaction between the hydrodynamic force and deformation of the structure are the challenging problems in offshore structures and water landing aircraft. In this article, the effect of kinematic characteristics including vertical, angular and horizontal velocities, as well as slope angle, on the hydroelastic response of the plate is investigated using the existing hydroelastic model presented for water impact. In addition, dimensionless parameters obtained the kinematic characteristics are employed to determine the conditions in which the horizontal velocity and inclination angle are significant or not during an oblique impact. In these conditions, the plate tends toward the vertical impact with the slope angle of zero. The findings show that increasing the vertical velocity reduces the oscillation period of deflection in both vertical and oblique impacts, and the relationships of maximum deflection with vertical velocity and angular velocity are linear.
https://mst.ihu.ac.ir/article_205128_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
مشخصههای سینماتیکی
ورق الاستیک
برخورد با آب
پاسخ هیدروالاستیک
تغییرشکل ورق
kinematic characteristics
elastic plate
water impact
hydroelastic response
plate deflection
per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
36
43
205129
Promotion Article
بررسی انطباق مکانیزم پیشنهادی آلیاژسازی سطحی آلومینیوم به روش تخلیه الکتریکی با نتایج تجربی
Investigation of EDA Mechanism for Aluminum Surface Alloying With Experimental Results
هادی عیوضی باقری
hadibageri@yahoo.com
1
حمید گرجی
hamidgorji@nit.ac.ir
2
محمدرضا شبگرد
mrshabgard@yahoo.com
3
سلمان نوروزی
s-nourouzi@nit.ac.ir
4
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، پژوهشگر پسا دکترا
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز
دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
با اینکه فرآیند تخلیه الکتریکی یک فرآیند براده برداری است اما اخیرا سعی می شود از این روش برای عملیات سطحی نیز استفاده گردد، لذا با توجه به جدید بودن این روش، تحلیل مکانیزم ایجاد فرآیند آلیاژسازی به روش تخلیه الکتریکی بسیار حائز اهمیت است. آلیاژهای پایه نیکل به علت داشتن مقاومت عالی در برابر محیط های خورنده مخصوصا در دماهای بالا کاربرد زیادی دارند و بویژه در محیط هایی که فولادهای ضدزنگ و دوپلکس کارایی خود را از دست می دهند، جایگزین می گردند. این مقاله ابتدا مکانیزم روش آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی را مورد بحث قرار داده و سپس به عنوان یک کار تجربی، آلیاژسازی سطحی آلومینیوم با آلیاژ نیکل – مس (مونل ۴۰۰) جهت بهبود خواص سطحی آن را مورد بررسی قرار داده است. لذا پارامترهای زمان روشنی پالس و شدت جریان الکتریکی به عنوان پارامترهای ورودی و عمق لایه سخت شده به عنوان متغیر خروجی در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد استفاده از الکترود مونل 400 با قطبیت منفی به عنوان الکترود آلیاژساز یک روش موفق جهت بهبود خواص سطحی آلومینیوم می باشد بطوریکه علاوه بر حذف لایه های مضر حاصل از ماشین کاری تخلیه الکتریکی باعث بهبود خواص سطحی آلومینیوم از جمله سختی سطح می شود.
Although the electrical discharge process is a material removal process, it is attempted to be used for surface operations as well, so considering the new method, it is important to analyze the mechanism of the electrical discharge surface alloying process. Nickel base alloys are widely used due to their high resistance to corrosive environments, especially at high temperatures, especially in environments where stainless steels and duplexes lose their performance. This paper first discusses the mechanism of surface alloying by electric discharge method and then, as an experimental work, examines the surface alloying of aluminum with nickel-copper alloy (Monel 400) to improve its surface properties. Therefore, the parameters of pulse on time and pulse current are considered as input parameters and the depth of hardened layer as output variable. The results of this study show that using Monel 400 electrode with negative polarity as an alloying electrode is a successful method to improve the surface properties of aluminum by eliminating harmful layers resulting from electrical discharge machining.
https://mst.ihu.ac.ir/article_205129_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
تخلیه الکتریکی
آلیاژسازی سطحی
مونل 400
آلومینیوم
electrical discharge
surface alloying
Monel 400
Aluminum
per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
44
59
205130
Original Article
مدلسازی عددی شناور پروازی همراه با اینترسپتور
Numerical modeling of planing vessel with an interceptor
آرمان زارع
arman.za1995@yahoo.com
1
جلیل فریدونی
j.fereidooni@gmail.com
2
مهدی خراسانچی
khorasanchi@sharif.edu
3
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایران
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع مهندسی مکانیک، اصفهان، ایران
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایران
امروزه استفاده از سیستمهای متعادلکننده حرکت ازجمله اینترسپتور و تریم تب بخصوص در شناورهای پروازی همواره موردتوجه طراحان در این حوزه بوده است. این سیستمها با تأثیرات مطلوبی که بر عملکرد هیدرودینامیکی این نوع شناورها نظیر کاهش مقاومت و زاویه تریم دارند، میتوانند باعث افزایش راحتی خدمه و کاهش مصرف سوخت گردند. در مطالعه حاضر سعی شده است که تأثیر وجود اینترسپتور بر عملکرد هیدرودینامیکی مدل "1/15" از نمونه اصلی شناور پروازی تک بدنه به طول 11 متر که بهصورت تست تجربی در حوضچه کشش دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته را با شبیهسازی عددی توسط نرمافزار STAR-CCM+ انجام داده و با دادههای تجربی موجود مقایسه گردد. نتایج نشان میدهد که نصب اینترسپتور بر روی شناور پروازی در مقایسه با حالت عادی باعث کاهش مقاومت به مقدار حداکثر 9/4 درصد در حالتی که شناور به حالت پروازی درآمده است گردد و بخصوص کاهش در تریم دینامیکی که علت آن جابجایی مرکز فشار به سمت ترنزوم است. کلمات کلیدی: سیستمهای متعادلکننده حرکت؛ اینترسپتور؛ شناورهای پروازی؛ عملکرد هیدرودینامیکی؛ کاهش مقاومت؛ زاویه تریم؛ شبیهسازی عددی؛ نرمافزار STAR-CCM+
Nowadays, designers have always been interested in the use of motion stabilizer systems, such as the interceptor and trim tab, especially for planing vessels. These systems can improve crew comfort and reduce fuel consumption with favorable effects on the hydrodynamic performance of these vessels, such as reduced resistance and trim angle. In the present study, the effect of the interceptor on the hydrodynamic performance of model scaled "1/15" a monohull vessel with 11 m long that was tested in the towing tank of Sharif University of Technology compared with numerical simulation by software STAR-CCM+. The results show that the installation of the interceptor on the vessel reduces the resistance to a maximum of %9.4 when the vessel is in planing mode and in particular the dynamic trim due to the shift of the center of pressure to the transom. Keywords: motion stabilizer systems؛ interceptor؛ planing vessels؛ hydrodynamic performance؛ resistance reduce؛ trim angle؛ numerical modeling؛ software STAR-CCM+
https://mst.ihu.ac.ir/article_205130_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
سیستمهای متعادلکننده حرکت
اینترسپتور
شناورهای پروازی
عملکرد هیدرودینامیکی
کاهش مقاومت
زاویه تریم
شبیهسازی عددی
نرمافزار STAR-CCM+
motion stabilizer systems
Interceptor
planing vessels
hydrodynamic performance
resistance reduce
trim angle
Numerical modeling
software STAR-CCM+
per
دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)
دانشکده شناوری جوادالائمه (علیهالسلام) ندسا
دوفصلنامه مهندسی شناورهای تندرو
2423-3668
2783-4468
2019-08-23
18
54
60
66
205131
Original Article
ارزیابی نتایج مدل کشندی TMD در خلیج فارس
assessment of the TMD tidal model in the persian gulf
محمود رضا عباسی کاریزبالا
phys.ocean.abbasi@gmail.com
1
عضو هیئتعلمی دانشگاه افسری و تربیت پاسداری امام حسین (علیهالسلام)، دانشگاه علوم و فنون دریایی امام خامنه ای (مدظلهالعالی)
آگاهی از تغییرات تراز سطح آب در اثر پدیده کشند و پیش بینی آن به دلیل تاثیری که در حوزه های مختلف مانند ناوبری، فعالیت های مهندسی ساحلی و دور از ساحل، حمل و نقل دریایی، شیلات، مدیریت بنادر دارد، بسیار مهم است. بنابراین نظر به اهمیت این پدیده در کلیه فعالیت های مرتبط با دریاها و سواحل، ضروری است که با استفاده از تکنیک ها و روش های مناسب بتوان این پدیده را در نقاط مختلف به صورت مناسبی مورد شناسایی قرار داد و یا به عبارت بهتر پیش بینی نمود. از اینرو در این مقاله به بررسی پیش بینی کشند در سواحل خلیج فارس با استفاده از مدل کشندی TMD با هدف مطالعه قابلیت های این جعبه ابزار در پیش بینی تراز سطح آب در سواحل خلیج فارس پرداخته ایم. نتایج پیش بینی های صورت گرفته توسط نرم افزار TMD در ایستگاه های مورد بررسی در مقایسه با جداول کشندی سازمان نقشه برداری کشور در خلیج فارس از دقت مناسبی برخوردار است. همچنین مولفه های کشندی حاصل از این جعبه ابزار در خلیج فارس کاملاً با نتایج پژوهش های معتبر بین المللی منطبق است.
Knowledge of water level changes is due to the tide and its prediction is very important due to its impact on various areas such as navigation, offshore and offshore engineering activities, marine transport, fisheries, and port management. Therefore, due to the importance of this phenomenon in all activities related to seas and beaches, it is necessary to properly identify this phenomenon in different locations by using appropriate techniques and methods. Therefore, in this paper, we have investigated the tidal prediction of the Persia Gulf coasts using the TMD Persian Gulf coasts. The results of predictions made by TMD software in the study domain are very accurate compared to the tide tables of the Iran National Cartographic Center of the Persian Gulf. Also, the tidal components derived from this toolbox in the Persian Gulf are entirely consistent with internationally validated research results. these results were assessed by comparing of measurement data in some ports in the northern Persian Gulf.
https://mst.ihu.ac.ir/article_205131_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
خلیج فارس
کشند
TMD
تراز سطح آب
Persian Gulf
tide
TMD
water level