شبیه سازی عددی هیدرودینامیک حرکت یک شناور تندرو با دو درجه آزادی

در پژوهش حاضر رفتارهای هیدرودینامیکی و ایرودینامیکی یک شناور تندرو با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیهسازی ها به صورت کاملا سه بعدی، با در نظر گرفتن جریان دوفازی و توربولانس انجام شده اند. جهت به دست آوردن مقدار سینکیج و تریم شناور، دو درجه آزادی برای آن فرض شده است. به کمک حلگر شش درجه آزادی و با استفاده از مش های دینامیکی، معادلات دینامیک جسم صلب با معادلات حاکم بر سیال کوپل شدهاند. با توجه به نتایج آزمایشگاهی موجود، شبیه سازی شناور تندروی هدف در محدوده سرعت خطی m/s ۰.۹-۸.۳۱ انجام شده است. مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود، نشان می دهد که بیشینه خطای میانگین حاصل برای مقدار مقاومت، تریم و سینکیج در هر سرعت از ۱۰% تجاوز نمی کند که نشان از دقت و کارایی مدل حاضر دارد. برای تمامی سرعت ها استقلال حل از مش بررسی شده است و نتایج برای مناسبترین مش ارائه شده است. در ادامه، تاثیر اعمال پله بر روی شناور، جهت کاهش درگ و افزایش پایداری برای چند حالت مختلف یک و دو پله مورد بررسی قرار گرفته اند که در نهایت بهینه ترین حالت معرفی و نتایج مربوط به آن ارائه شده اند. نتایج نشان می دهند که با اعمال پله به قایق تندوری مورد نظر میتوان تا ۱۱% مقاومت بدنه را کاهش داد.

Keywords:

High speed hull , two-phase flow , degree of freedom , step , شناور تندرو , جریان دوفازی , درجه آزادی , پله