بررسی تجربی و تدوین روابط تحلیلی محاسبه سطوح مثلثی خیس در شناورهای تندرو پله دار با زاویه پله صفر

نوع مقاله : گرایش پیشرانش و انتقال حرارت

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 نویسنده مسئول: استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

چکیده

با بررسی تحقیقات انجام‌شده در زمینه شناورهای تندروی پله­دار، تقریباً هیچ تحقیقی که به بررسی سطوح مثلثی خیس که در اثر پرش آب از روی پله در این‌گونه شناورها ایجاد شده و می­تواند تاثیر مستقیمی در طراحی پله داشته باشد انجام نشده است. محاسبه مساحت این مثلث‌های خیس شده می­تواند به طراح در راستای رفع ناپایداری طولی دینامیکی (پورپویزینگ) که یکی از مسائل بسیار مهم در طراحی شناورهای تندرو پله­دار است کمک کند. در این راستا آزمایشات تجربی بر روی مدل فریدزما، در سه زاویه ددرایز مختلف و همچنین در سرعت‌ها و پارامترهای مختلف هندسی پله (ارتفاع‌ها و مکان‌های مختلف پله) انجام گرفته است. هدف از انجام این پژوهش دستیابی به فرمول‌های تحلیلی و محاسباتی جهت محاسبه­ی این سطوح خیس بر اساس پارامترهای هندسی بدنه، پارامترهای هندسی پله و سایر پارامترهای هیدرودینامیکی که در خلال تست‌ها اندازه­گیری می­شوند، ازجمله طول خیس شده­ی کیل و چاین، تریم دینامیکی، میزان پرش آب از روی پله می­باشد. این روابط می­تواند نقش بسیار مهمی در طراحی پله در شناورهای پله­دار داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1] Doctors LJ. Hydrodynamics of high-speed small craft. 1985.##
[2] Savistky D, Morabito M. Surface wave contours associated with the forebody wake of stepped planing hulls. Marine Technology and SNAME news. 2010;47(01):1-16.##
[3] Clement EP, Blount DL. Resistance tests of a systematic series of planing hull forms. Trans sname. 1963;71(3):491-579.##
[4] Savitsky D. Hydrodynamic design of planing hulls. Marine Technology and SNAME News. 1964;1(04):71-95.##
[5] Brizzolara S, Serra F, editors. Accuracy of CFD codes in the prediction of planing surfaces hydrodynamic characteristics. 2nd International Conference on Marine Research and Transportation; 2007.##
[6] Shuford Jr CL. A theoretical and experimental study of planing surfaces including effects of cross section and plan form. 1958.##
[7] Savitsky D, DeLorme MF, Datla R. Inclusion of whisker spray drag in performance prediction method for high-speed planing hulls. Marine Technology and SNAME News. 2007;44(01):35-56.##
[8] Seo J, Choi H-K, Jeong U-C, Lee DK, Rhee SH, Jung C-M, et al. Model tests on resistance and seakeeping performance of wave-piercing high-speed vessel with spray rails. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering. 2016;8(5):442-55.##
[9] Jiang Y, Sun H, Zou J, Hu A, Yang J. Analysis of tunnel hydrodynamic characteristics for planing trimaran by model tests and numerical simulations. Ocean Engineering. 2016;113:101-10.##
[10] De Marco A, Mancini S, Miranda S, Scognamiglio R, Vitiello L. Experimental and numerical hydrodynamic analysis of a stepped planing hull. Applied Ocean Research. 2017;64:135-54.##
[11] Cucinotta F, Guglielmino E, Sfravara F. An experimental comparison between different artificial air cavity designs for a planing hull. Ocean Engineering. 2017;140:233-43.##
[12] Clement EP, Pope JD. Stepless and stepped planing hulls-graphs for performance prediction and design. International Shipbuilding Progress. 1961;8(84):344-60.##
[13] Clement EP, Koelbel J, editors. Optimized designs for stepped planing monohulls and catamarans. HPMV-92, Intersociety High Performance Marine Vehicles Conference and Exhibit; 1992.##
[14] Svahn D. Performance prediction of hulls with transverse steps. A Report of Masters Thesis, The Royal Institute of Technology, KTH, Centre for Naval Architecture. 2009.##
[15] Makasyeyev MV. Numerical modeling of cavity flow on bottom of a stepped planing hull. 2009.##
[16] Taunton D, Hudson D, Shenoi R. Characteristics of a series of high speed hard chine planing hulls-part 1: performance in calm water. International Journal of Small Craft Technology. 2010;152:55-75.##
[17] Taunton D, Hudson D, Shenoi R. Characteristics of a series of high speed hard chine planing hulls-part II: performance in waves. International Journal of Small Craft Technology. 2011;153:B1-B22.##
[18] Lee E, Pavkov M, McCue-Weil L. The systematic variation of step configuration and displacement for a double-step planing craft. Journal of Ship Production and Design. 2014;30(02):89-97.##
[19] Timmins C. Yaw stability of a recreational stepped planing hull. Transactions–The Society of Naval Architects and Marine Engineers. 2014.##
[20] Lotfi P, Ashrafizaadeh M, Esfahan RK. Numerical investigation of a stepped planing hull in calm water. Ocean engineering. 2015;94:103-10.##
[21] Stansberg C, Contento G, Hong SW, Irani M, Ishida S, Mercier R, et al. The specialist committee on waves final report and recommendations to the 23rd ITTC. Proceedings of the 23rd ITTC. 2002;2:505-51.##
[22] Najafi A, Nowruzi H, Ghassemi H. Performance prediction of hydrofoil-supported catamarans using experiment and ANNs. Applied Ocean Research. 2018;75:66-84.##
[23] Najafi A, Nowruzi H, Hashemi SA. The effects of pre-swirl ducts on the propulsion performance of conventional ship: an experimental study. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2018;40(12):1-10.##
[24] Nowruzi H, Najafi A. An experimental and CFD study on the effects of different pre-swirl ducts on propulsion performance of series 60 ship. Ocean Engineering. 2019;173:491-509.##
[25] Procedures IR. Guidelines 7.5-01.01. 01,“. Ship models. 2011.##
دوره 18، شماره 4 - شماره پیاپی 70
شماره پیاپی 70، فصلنامه زمستان
دی 1401
صفحه 147-162
  • تاریخ دریافت: 22 مرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 19 شهریور 1401
  • تاریخ پذیرش: 02 مهر 1401
  • تاریخ انتشار: 01 آبان 1401