مطالعه ي عددي كوبش گُوِه ي صلب به سطح آب در حالت متقارن و نامتقارن با بكارگيري نرم افزار اوپِن فوم

Numerical investigation of symmetry and asymmetry rigid wedge slamming using OpenFOAM code

در اين مقاله، مسئله ي ورود گُوِه ي صلب تحت شرايط مختلف به آب با استفاده از روش تحليل عددي مورد ارزيابي قرار مي گيرد. اين مسئله همچنان بعنوان يكي از موضوعات بنيادي در مطالعات هيدروديناميكي مطرح بوده و بعنوان مرجعي براي مطالعات پديده هايي نظير كوبش شناخته مي شود. محاسبه ي دقيق فشار ناشي از پديده ي برخورد به سطح آب مي تواند در تحليل مناسب سازه ي شناورها بكار گرفته شود. در اين پژوهش، با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي بر اساس كد متن باز اوپِن فوم و حل عددي معادلات حاكم بر سيال دوفازي، متغيرهاي مهمي نظير سرعت و فشار سيال مورد ارزيابي قرار گرفته است. به منظور بررسي صحت نتايج عددي بدست آمده از تحليل حاضر، مقادير مربوط به حداكثر فشار و محل و زمان دقيق وقوع آن و همچنين توزيع ضريب فشار در محل برخورد، با نتايج آزمايشگاهي معتبر ارائه شده در ساير پژوهش ها مورد مقايسه قرار گرفته است. اين بررسي ها در سرعت ها و زواياي برخود متفاوت انجام شده است. با مقايسه ي نتايج حل عددي و مقادير آزمايشگاهي، خطايي در محدوده ي 2 تا 9 درصد مشاهده گرديد. علاوه بر آن، متغيرهاي موثر در مقدار فشار اعمال شده به گُوِه نظير سرعت ورود به آب و زواياي دِدرايز مختلف بدنه نيز مورد بررسي قرار گرفته اند.

In this article, rigid wedge water entry problem under different conditions is evaluated using numerical scheme Rigid wedge water entrycontinues to be one of the fundamental issues raised in the hydrodynamics studies and is known as a reference for the study of slamming phenomena. The exact calculation of the pressure caused by the slamming phenomenon can be used to analyze the appropriate structural analysis of the ships. In the current study, important variables such as speed and fluid pressure are investigated using computational fluid dynamics method based on the open source OpenFOAM code by numerical solution of the governing equations of tow phase fluid. In order to verify the simulation results obtained from this research, Tthe values of the maximum pressure and the location and exact time of its occurrence and also pressure coefficient distribution at the impact region have been compared by experimental results of other studies. These investigations have been utilized at different impact velocities and angles. By comparing the numerical results and experimental values, an error was found in the range of 2% to 9%. In addition, variables affecting the pressure applied to the wedge such as water entry velocity and different deadrise angles have been studied.