بررسی رفتار هیدرودینامیکی شناور تندرو با تغییرات تریم استاتیکی

با توجه به اینکه رویکردهای فنی و مدیریتی در طراحیهای سالهای اخیر به سمت کاهش هزینهها با حفظ کیفیت پیش میرود، لذا در طراحی شناورها باید حدالامکان از هزینههای ناشی از آزمایشات و تستهای تجربی کاسته شود به همین دلیل روشهای عددی برای پیشبینی رفتارهای هیدرودینامیکی شناورهای تندرو رو به گسترش است به طوری که امروزههیدرودینامیک عددی از موضوعات روز فعالیتهای تحقیقاتی جهت پیشبینی رفتار شناورها محسوب میشود. اگر چه ممکن است تستهای آزمایشگاهی نتایج دقیقتری داشته باشند، اما تکنیک عددی میتواند نتایجی مطلوب و در عین حالبا هزینه و وقت کمتری نسبت به روشهای تجربی ارایه نماید. در این مقاله، به بررسی عددی مدل شناور USS Varuna و بهینهسازی رفتار هیدرودینامیکی آن شامل پارامترهایی چون مقاومت، تریم و فرورفتگی بر اساس حل معادلات RANS با استفاده از نرمافزار Star CCM پرداخته شده است. جریان پیرامون بدنه شناور بهصورت جریان توربولانسی تراکمناپذیر بودهو جهت شبیهسازی جریان سطح آزاد اطراف بدنه از روش حل جریان دو فازی کسر حجمی سیال استفاده شده است. همچنین جهت افزایش دقت حل و تحلیل دقیق عددی در نقاط حساس شناور، در قسمتهای پیچیده هندسه )خط آب-خور، سینه و پاشنه( توزیع شبکه اصلاح و بهصورت جزییتر در نظر گرفته شده است. بدینترتیب ابتدا مقادیر تریم، فرو رفتگی و مقاومت کل برای بدنه شناور در حالت بدون تریم استاتیکی محاسبه شده و جهت صحتسنجی، نتایج عددی وتحلیلی باهم مقایسه شده است. سپس با استفاده از روش عددی مذکور، آنالیز مقاومت با در نظر گرفتن تریمهای استاتیکی اولیه مدل شناور در Fr=0.87 محاسبه شده و زاویه تریم استاتیکی بهینه پیشنهاد میگردد.

Keywords:

دینامیک سیالات محاسباتی , تریم استاتیکی بهینه , کاهش مقاومت , USS Varuna , استارسیی-سی ام