ارزيابي اثر نصب گُوِه‌ي پاشنه بركنترل ناپايداري و كاهش مقاومت يك شناور دوبدنه‌ي نيمه‌پروازي

Evaluation of the effect of stern wedge on instability control and reduction of the resistance of a semi-planing catamaran

در اين پژوهش تمركز اصلي بر روي پايش ناپايداري‌هاي ديناميكي بوجود آمده در يك شناور دوبدنه‌ي نيمه‌پروازي و كاهش دامنه‌ي اين حركات با استفاده از گُوِه‌ي پاشنه مي‌باشد. اين كار با استفاده از تحليل مدل در اعداد فرود متفاوت در دو حالت بدنه‌ي اوليه و بدنه‌ي مجهز به گُوِه انجام گرفته است. حل عددي نيز با استفاده از حل معادلات متوسط‌گيري شده‌ي ناوير-استوكس و كد متن‌باز اوپِن‌فوم ارائه شده است. علاوه‌ بر صحت‌سنجي روش حل عددي بر مبناي داده‌هاي تجربي مي‌توان مشاهده نمود كه نصب گُوِه در پاشنه‌ي شناور اثر بسيار مثبتي در كاهش دامنه‌ي ناپايداري حركات شناور در آب آرام داشته است. تأثير اين كاهش ناپايداري را مي‌توان در نمودار مقاومت-سرعت شناور نيز مشاهده نمود. مهمترين دست‌آورد اين تحقيق ايجاد يك تانك عددي معتبر براي شبيه‌سازي حركات ديناميكي شناور و ثبت دقيق جزئيات جريان سيال در اطراف بدنه‌هاي پروازي و نيمه‌پروازي مي‌باشد. حاصل نصب گُوِه و تحليل عددي و تجربي، ثبت كاهش 12 درصدي در مقاومت شناور در سرعت طراحي آن مي‌باشد.

In this research, the main focus is on monitoring the dynamic instability created in a semi-planing catamarn and reducing the amplitude of these movements using a stern wedge. This is done using the model analysis in different Froude numbers in both the original and modified body conditions. Numerical analysis is also provided by solving the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations and OpenFOAM open-source code. In addition to verifying the numerical solution method based on experimental data, it can be seen that the installation of a stern wedge of the ship has a very positive effect on reducing the range of dynamic motions in calm water. The effect of this motion decrease can also be seen in the resistance-speed chart. The most important achievement of this research is the creation of a numerical tank for simulating dynamic motions and accurate recording of details of fluid flow around the planing and semi- planing hulls. The result of the stern wedge installation and numerical and experimental analysis is a 12 percent reduction in ship resistance at design speed.