تحلیل عددی خود رانش شناور پروازی تونلدار با استفاده از روش دیسک مجازی

نویسندگان

چکیده

در سالهای اخیر گسترش دینامیک سیالات محاسباتی، منجر به تسهیل مطالعه رفتار شناورهای پروازی در سطح آب بوده است. به طوریکه بسیاری از مطالعات به کمک روشهای عددی با صرف زمان و هزینه بسیار کمتر انجام میگیرد. در این مطالعه مدل یک شناور پروازی تحت عنوان شناور C در آب آرام شبیه سازی و اعتبار سنجی شده است. سپس با افزودن دو دیسک مجازی به حل عددی موجود، خود رانش این شناور مورد ارزیابی قرار گرفته و صحت سنجی گردیده است. سپس حل عددی موجود برای شبیه سازی یک شناور پروازی تونلدار گسترش یافته و پس از صحت سنجی نتایج شبیه سازی این فرم بدنه با نتایج آزمایشگاهی موجود، خود رانش شناور پروازی تونلدار نیز در دو موقعیت مختلف دیسک مجازی بررسی شده است. نهایتا، اثر موقعیت طولی قرار گیری پروانه در توزیع فشار، زاویه تریم و همچنین ضریب کاهش تراست برای شناور پروازی تونلدار مورد ارزیابی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


[1]   Kobayashi, H., Hino, T., and Hinatsu, M., “Flow simulation around ship hulls with appendages in towed and self-propelled conditions,” Proceedings of Numerical Towing Tank Symposium NUTTS, Varna, Bulgaria, 2005.

[2]   Kim, J., Kim, K. S., Kim, G. D., Park, I. R., and Van, S. H., “Hybrid RANS and potential based numerical simulation for self-propulsion performances of the practical container ship,” Journal of Ship and Ocean Technology, Vol. 10, No. 4, 2006, pp. 1-11.

[3]   Visonneau, M., Queutey, P., and Deng, Gb., “Effort work package 4- ECN-CNRS report,” Internal report for EU project: G3RD-CT-2002-00810-European full scale Flow Reserch & Technology, 5th Framework program, Nantes France, 2005.

[4]   Bugalski, T., “Study on numerical prediction of effective wake field,” Proceedings of Numerical Towing Tank Symposium NUTTS, 2011.

[5]   Villa, D., Gaggero, S., and Brizzolara, S., “Ship self-propulsion with different CFD methods: from actuator disk to viscous inviscid unsteady couled solvers,” Proceeding of 10th International Conference on Hydrodynamics 2012. st. Petersburg, Russia, 2012.

[6]   De Luca, F., Mancini, S., Pensa, C., and Staiano, G., “Numerical evaluation (CFD) of wake and thrust deduction fraction of a warped hard chine hulls systematic series,” In 10th High Speed Marine Vehicles Symposium (HSMV 2014), Naples, Italy, 2014.

[7]   Koelbel Jr, J., “Tunnel hull designs for us navy small craft, Combatant Craft Engineering, Naval Ship Engineering Center, Norfolk Division, 1979.

[8]   Borda, G., “Propulsion experiments with a tunnel hull planing craft to determine optimum longitudinal placement of propellers and effects of nozzle sideplates in the tunnels (No. dtnsrdc/spd-0717-02),” david w taylor naval ship research and development center bethesda md ship performance dept., 1982.

[9] Blount, D. L., “Design of propeller tunnels for high-speed craft,” FAST’97, Sydney, Australia, 1997.

[10] Subramanian, V. A., and Subramanyam, P. V. V., “Effect of tunnel on the resistance of high-speed planing craft,” Journal of Naval Architecture and Marine Engineering, Vol. 2, No. 1, 2005, pp. 1-14.

[11] Jiang, Y., Sun, H., Zou, J., Hu, A., and Yang, J., “Analysis of tunnel hydrodynamic characteristics for planing trim ran by model tests and numerical simulations,” Ocean Engineering, Vol. 113, 2016, pp. 101-110.

[12] Jiang, Y., Sun, H., Zou, J., Hu, A., and Yang, J., “Experimental and numerical investigations on hydrodynamic and aerodynamic characteristics of the tunnel of planing trimaran,” Applied Ocean Research, Vol. 63, 2017, pp. 1-10.

[13] Zou, J., Wang, Q. X., Shi, S. Z., and Zhou, J., “The brief introduction of high-speed trimaran planing hull and the preliminary study of the longitudinal stability,” In Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publications, Vol. 117, 2012, pp. 559-564.

[14] SU, Y. M., Shuo, W. A. N. G., SHEN, H. L., and Xin, D. U, “Experimental study on Resistance performance of a channel type planing model,” Harbin Engineering University, 2013.

[15] SU, Y. M., Shuo, W. A. N. G., SHEN, H. L., and Xin, D. U., “Numerical and experimental analyses of hydrodynamic performance of a channel type planing trimaran,” Journal of Hydrodynamics, Ser. B, Vol. 26, No. 4, 2014, pp. 549-557.

[16] De Luca, F., Pensa, C., “The Naples warped hard chine hulls systematic series,” Ocean Engineering, Vol. 139, 2017, pp. 205-236.

[17] Ma, W., Sun, D. H., Sun, D. H., Zou, D. J., and Zhuang, J., « Test studies of the resistance and seakeeping performance of a trimaran planing hull. Polish Maritime Research, Vol. 22, No. 1, 2015, pp. 22-27.

[18] 26th ITTC Specialist Committee on CFD in Marine Hydrodynamics, “Practical guidelines for ship CFD simulations,” Technical report 7.5-03-02-03. Revision 01. International Towing Tank Conference (ITTC), 2011.

[19] Dashtimanesh, A., Esfandiari, A., and Mancini, S., “Performance prediction of two-stepped planing hulls using morphing mesh approach,” Journal of Ship Production and Design, 2018.

[20]  STAR_CCM+ Inc., “Fluent 6.3 User’s Guide,” 2006 F.