بررسی عملکرد یک شناور تک بدنه پله دار در آب آرام و موج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خلیج فارس بوشهر،ایران

2 مهندسی دریا- دانشکده مهندسی- دانشگاه خلیج فارس

چکیده

ازآنجاکه کاهش مقاومت هیدرودینامیکی شناور مزیت‌هایی همچون کاهش مصرف سوخت در سرعت ثابت و یا افزایش سرعت در مصرف سوخت ثابت را به همراه دارد، طراحان بسیاری به ارائه طرح‌ها و تغییرات هندسه شناور در جهت کاهش مقاومت هیدرودینامیکی شناورها پرداختند. برای کاهش مقاومت هیدرودینامیکی نیز بایستی مقاومت ویسکوز و موج سازی را کاهش داد. برای همین منظور در مورد مقاومت موج سازی شناور می‌توان نشان داد که این جز مقاومت در عدد فرود طولی‌های بالاتر از 76/1 قابل‌چشم‌پوشی است. امروزه برای کاهش مقاومت ویسکوز نیز از ایجاد پله در بدنه استفاده می‌شود. برای این منظور بدنه دوپله سری ساوتهمپتون مدل C-2 انتخاب شده و کارایی آن در آب آرام و مواج مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر عددی در شرایط آب آرام و مواج تطابق مناسبی با نتایج تجربی مراجع پیشین دارد. در این مطالعه شناور در 5 سرعت و 2 موج منظم شبیه سازی شده است. این بررسی به کمک نرم افزار استارسی سی ام انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] دشتی منش، عباس. برسی رفتار هیدرودینامیکی شناورهای پروازی. 1395: دانشگاه امیرکبیر، ج 1.##[2] دشتی منش، عباس. برسی رفتار هیدرودینامیکی شناورهای پروازی.1395: دانشگاه امیرکبیر، ج 2.##[3] مونسان، محمد. جامع مهندسی دریایی.1388 ایران. دانشگاه مالک اشتر.##[4] Schneekluth, Herbert, and Volker Bertram. Ship design for efficiency and economy. Vol. 218. Oxford: Butterworth-Heinemann,1998.##[5] Ross, W.J., Bicycle. 1948, Google Patents.##[6] Bertram, Volker. Practical ship hydrodynamics. Elsevier, 2011.##[7] Borrass, K., et al. (1993). "Scrape-off layer-based modeling of the density limit in beryllated JET limiter discharges." Nuclear fusion 33(1): 63.##[8] Garland, W.R. and K.J. Maki, A numerical study of a two-dimensional stepped planing surface. Journal of Ship Production and Design, 2012. 28(2): p. 60-72.##[9] اسفندیاری. آ، پیش‌بینی کارایی شناورهای پروازی پله-دار با استفاده از روش‌های حجم محدود-حجم سیال، 1395، خلیج‌فارس بوشهر.##[10] Faltinsen, O., Challenges in Hydrodynamics of Ships and Ocean Structures. Vol. 58. 2007.##[11] Clement, E.P. and J.D. Pope, Stepless and stepped planing hulls-graphs for performance prediction and design. International Shipbuilding Progress, 1961. 8(84): p. 344-360.##[12] Clement, E.P., J. Hollingsworth, and R. Scher. The dynaplane design for planing motorboats. In 9th Interna-tional Conference on Fast Sea Transportation. Shanghai: FAST. 2007.##[13] Wagner, H., Landing of seaplanes. 1931.##[14] Savitsky, D., On the subject of high-speed monohulls. Society of Naval Architects and Marine Engineers, Greece, 2003.##[15] Savitsky, D., Planing craft. Naval Engineers Journal, 1985. 97(2): p. 113-141.##[16] Savitsky, D. and P.W. Brown, Procedures for hydrodynamic evaluation of planing hulls in smooth and rough water. Marine Technology, 1976. 13(4): p. 381-400.##[17] Savitsky, D., M.F. DeLorme, and R. Datla, Inclusion of whisker spray drag in performance prediction method for high-speed planing hulls. Marine Technology, 2007. 44(1): p. 35-56.##[18] Savitsky, D. and J.L. Gore, Re-evaluation of the planing hull form. Journal of Hydronautics, 1980. 14(2): p. 34-47.##[19] Savitsky, D. and M. Morabito, Surface wave contours associated with the forebody wake of stepped planing hulls. Marine Technology, 2010. 47(1): p. 1-16.##[20] Savitsky, D. and J.W. Neidinger, Wetted area and center of pressure of planing surfaces at very low speed coefficients. 1954, STEVENS INST OF TECH HOBOKEN NJ.##[21] Loui, S., S. Yamashita, and M. Parish, Ventilated aft swept flow interrupter hull. 2010, Google Patents.##[22] De Marco, A., et al., Experimental and numerical hydrodynamic analysis of a stepped planing hull. 2017. 64: p. 135-154.##[23] Matveev, K. and M.J.P.o.t.I.o.M.E. Miller, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment, Air cavity with variable length under a model hull. 2011. 225(2): p. 161-169.##[24] Tavakoli, S., et al., Determination of Hydrodynamic Coefficients related to Roll Motion of High-Speed Planing Hulls. 2015.##[25] Brizzolara, S., Watercraft device. 2014, Google Patents.##[26] Brizzolara, S. Hydrodynamic analysis of interceptors with CFD methods. in Proceedings of the 7th International Conference on Fast Sea Transportation, Fast. 2003.##[27] Fine, N.E. and D.C. Kring. Modeling the flow over planing hulls with ventilated or cavitating steps. In Proceedings of the 2013 Grand Challenges on Modeling and Simulation Conference. 2013. Society for Modeling & Simulation International.##[28] Brizzolara, S., et al., Concept design and hydrodynamic optimization of an innovative SWATH USV by CFD methods. 2012. 62(2): p. 227-237.##[29] Molini, A. and S. Brizzolara. Hydrodynamics of interceptors: a fundamental study. in Proceeding of the International Conference on Marine Research and Transportation, ICMRT. 2005.##[30] CATERINO, F.D., et al., A Numerical Way for a Stepped Planing Hull Design and Optimization. 2018.##[31] Perring WG, Glauert H. 1933. The stability on the water of a seaplane in planing condition. R & M 1493.##[32] Klemin A, 1939. An introduction to porpoising. Journal of the Aeronautical Sciences, 6(9), 311-318.##[33] Benson JM, 1942. The porpoising characteristics of a planing surface representing the forebody of a flying-boat hull, National Advisory Committee for Aeronautics; Washington, DC, United States, NACA-WR-L-479.##[34] Benson JM, Kline MM, 1943. The effect of deadrise upon the high angle porpoising characteristics of two planing surface in tandem, NACA AR 3F30##[35] Kenneth SM, Davidson SM, Locke JR, Some systematic model experiments on the porpoising characteristics of flying-boat hulls, NACA ARR No. 3F12.##[36] Sottorf BW, 1942. Systematic model researches on the stability limits of the dvl series of float designs, NACA, technical memorandum 1254.##[37] Katayama T, Fujimoto M, Ikeda Y, 2006, A study on transverse stability loss of planing craft at super high forward speed, In Proceedings of the 9th International Conference on Ships and Ocean Vehicles, Rio Dejniro, Brazil.##[38] Katayama T, Fujimoto M, 2008, A study on directional instability of high-speed planing hull based on simulation, In Proceedings of the 6th OSAKA colloquium on seakeeping and stability of ships, Osaka, Japan##[39] Ruscelli D, Gualeni P, Vivani M, An overview of planing monohulls transverse dynamic stability and possible implications with static intact stability rules, Transaction RINA, International Journal of Small Craft Technology, 153, b73-b86.##[40] Nomoto K, 1966. Response analysis of manoeuvrability and its application to ships design, 60th Anniversary Series, Soceity of Naval Architects, 11, 43-51.##[41] Storms BL, Jang CS, 1994, Lift enhancement of an airfoil using a Gurney flap and vortex generators, Journal of Aircraft, 31(3).