نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی کشتی سازی، دانشکده مهندسی دریا دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.

چکیده

پیش بینی مقاومت کشتی مهمترین بخش طراحی هیدرودینامیکی کشتی است. امروزه روش­های محاسباتی به عنوان ابزاری متداول برای این منظور استفاده می­شوند. محاسبه مقاومت کل شناور با روش عددی دینامیک سیالات محاسباتی به صورت دوفازی به زمان محاسباتی زیادی نیاز دارد. ایده تقسیم­بندی مقاومت کل به مولفه­های مختلف بر مبنای عامل فیزیکی ایجاد کننده نیرو از اصول اساسی در هیدرودینامیک کشتی است. در روش ترکیبی ارائه شده بر مبنای اصل تقسیم بندی مقاومت، بخش مربوط به مقاومت موج­سازی با کمک انتگرال میشل و بخش ویسکوز با حل معادلات جریان واقعی و روش دو بدنه و به صورت تک فاز در محیط دینامیک سیالات محاسباتی بدست آمده است. محاسبات برای ۱۰ سرعت مختلف در بازه عدد فرود 06/0 تا 62/0 انجام و در هر سرعت سهم هر کدام از مولفه­های مقاومت تعیین گردیده است. در روش ترکیبی زمان محاسبات به شدت کاهش می­یابد. برای مقایسه نتایج، شبیه­سازی­ها در حالت دوفازی نیز انجام شده است. نتایج به دست آمده از روش ترکیبی و دوفازی به طور متوسط 7 درصد اختلاف دارند با این حال زمان محاسبات حالت ترکیبی به طور متوسط 97 درصد کمتر از زمان شبیه­سازی حالت دوفازی به دست آمده است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Bertram, V. 2012. Practical Ship Hydrodynamics. Butterworth-Heinemann.
Brizzolara, S, Curtin, T, Bovio, M, Vernengo, G. 2012. Concept design and hydrodynamic optimization of an innovative SWATH USV by CFD methods. Ocean Dynamics. 62: 227–237.
Brizzolara, S, Vernengo, G. 2011. Automatic Optimization Computational Method for Unconventional SWATH Ships Resistance. International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences. 5(5): 882-889.
Ferziger, J. H. and Peric, M. 1996. Computational Methods for Fluid Dynamics. Berlin etc., Springer-Verlag.
Kim, J., Kwang-Soo, K., Gun-Do, K., Il-Ryong, P. and Suak-Ho, V. 2006. Hybrid RANS and Potential Based Numerical Simulation for Self-Propulsion Performances of the Practical Container Ship. Journal of Ship and Ocean Technology. 10(4): 1-11.
Larsson, L., Raven, H. C. and Paulling, J. R. 2010. Ship resistance and flow. Jersey City, N.J. Society of Naval Architects and Marine Engineers.
Larsson, L., Stern, K. and Visonneau, M. 2011. CFD in Ship Hydrodynamics—Results of the Gothenburg 2010 Workshop. IV International Conference on Computational Methods in Marine Engineering.
Molland, A. F., Turnock, S. R. and Hudson, D. A. 2011. Ship resistance and propulsion: practical estimation of ship propulsive power. Cambridge, GB, Cambridge University Press.
Raven, H. C. and Starke, A. R. 2002. Effi cient methods to compute ship viscous flow with a free surface. In 24th Symposium on Naval Hydrodynamics. Fukuoka, Japan.
Raven, A, Ploeg, A., Strake, A. R. 2008. Towards a CFD-Based prediction of ship performance progress in predicting full-scale resistance and scale effects. RINA MARINE CFD conference.
Raven H. C. 2017. Numerical and Hybrid Prediction Methods for Ship Resistance and Propulsion. Encyclopedia of Maritime and Offshore Engineering.
Regnström, B. and Bathfi eld, N. 2006. Drag and wake prediction for ships with appendages using an overlapping grid method. 26th Symposium on Naval Hydrodynamics (pp. 243–258). Rome,Italy.
Rotte, G. M. 2015. Analysis of a Hybrid RaNS-BEM Method for Predicting Ship Power. MSc Thesis Delft University.
STAR CCM+ Programm Help. 2013.
Tuck, E, O, 1989. The wave resistance formula of J.H. Michell and Its significance to recent research in ship hydrodynamics. J. Austral. Math. Soc. Ser. B. 30(1989): 365-377.
Visonneau, M. 2005. A Step Towards the Numerical Simulation of Viscous Flows Around Ships at Full Scale Recent Achievements Within the European Union Project Effort. Marine CFD, Southampton, UK.
Wang, T., Sun, W. and Yao, X. M. 2012. Numerical Simulation of Flow Field around Amphibious Vehicle Based on CFD. Applied Mechanics and Materials. 138-139: 99-103.