انتخاب ابعاد ریبلت بهینه جهت کاهش نیروی پسای اصطکاکی در سکان کشتی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شامپانزه

یکی از دلایل اصلی مصرف سوخت در کشتی ها و شناورها تولید نیروی لازم برای تحرک آن ها است. این نیرو برای حرکت کشتی باید با نیروهای مقاومی که عمده آن با عنوان نیروی پسای اصطکاکی از طرف سیال آب مخصوصا به بدنه و تجهیزات زیر خط آبخور شناور مانند سکان کشتی وارد می گردد،مقابله نماید. نیروی مقاومت پسای اصطکاکی با مساحت سطح خیس جسم و همچنین میزان آشفتگی جریان رابطه مستقیم دارد. از طرفی وقوع برخی پدیده های سیالاتی مانند جدایش جریان، گردابه های موجود در نزدیکی سطح تماس جسم و سیال میتوانند در افزایش یا کاهش میزان پسا نقش اساسی ایفا نمایند. مطالعاتی که با الهام از پوست برخی حیوانات آبزی که سرعت قابل توجهی در زیر آب دارند صورت گرفت نشان داد روی پوست آن ها شیارهایی در ابعاد میکرون وجود داردکه باعث تاخیر در پدیده جدایش جریان گشته و همچنین گردابه های پرسرعت را از زیر لایه نزدیک سطح دور می نمایند. که با این کار نیروی پسا کاهش خواهد یافت، از طرفی افزایش سطح خیس جسم، باعث افزایش نیروی پسا می گردد. در این مقاله، به انتخاب ابعاد ریبلت بهینه جهت کاهش نیروی پسای اصطکاکی در سکان کشتی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شامپانزه پرداخته می‎شود. بنابراین در این مقاله، هدف یافتن ابعاد بهینه با استفاده از الگوریتم بهینه شامپانزه، برای سایز شیارها به می باشد به نحوی که بیشترین کاهش پسا را حاصل شود. معیار نشان دهنده کاهش نیروی پسا، ضریب پسا می باشد که تغییرات آن بیانگر میزان تاثیر اعمال تغییرات در شیارها بود. در این پژوهش از شیارهای دندان اره ای با ارتفاع ۱۰۰ میکرون استفاده گردید. نتایج حاکی از آن بود که روش پیشنهادی قادر بود به خوبی به کمترین مقدار نیروی پسا، به بهینه ترین نسبت ارتفاع به فاصله هر شیار (به مقدار ۴۹/۰) دست یابد و همچنین شبیه سازی عددی نیز برای این نسبت در حدود ۵/۵ درصد کاهش ضریب پسا بدست آورد.

Keywords:

ریبلت , الگوریتم فراابتکاری , میکرو ریبلت نیروی پسا , ضریب پسا