بهينه‌سازي هندسي بدنه فشار شناور زير سطحي با در نظر گرفتن تاثير متقابل يك طرفه سازه-سيال

در مقاله ي حاضر، نمايه مقطع طولي و عرضي يك زيردريايي، كه در عمق مشخصي قرار دارد، بر مبناي فشار هيدروديناميك كه بر بدنه زيردريايي توسط جريان سيال وارد مي‌شود، از ديدگاه سازه اي و با در نظر گرفتن مقاومت كمانشي بدنه تحت فشار خارجي بهينه سازي شده است. محاسبه فشار هيدروديناميكي با استفاده از تحليل ديناميك سيالات محاسباتي و بهينه‌سازي هندسه بدنه با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Workbench انجام شده است. بدنه فشار زيردريايي تقريبا بيشترين فشار را تحمل مي‌كند و از اين‌رو از جنس كامپوزيت پايه پليمري در نظر گرفته شده است. با توجه به اينكه هندسه‌ي مورد مطالعه و نوع بارگذاري (بار هيدروديناميكي) در اين مقاله پيچيده است و همچنين روابط تحليلي براي بررسي تنش در اين پژوهش موجود نيست، كمانش با استفاده از محاسبات نرم‌افزاري، بدست آمده و با انجام تحليل تنش زيردريايي با هندسه اوليه مورد نظر، نيروها و تنش‌هاي وارده به بدنه، محاسبه شده و از نظر هيدروديناميكي و سازه‌اي نيز مورد مطالعه قرار گرفته‌است. با فرض 12 متغير هندسي و كمينه كردن وزن و نيروي پسا به عنوان توابع هدف، توسط روش ‌هاي بهينه‌سازي، نمايه طولي و عرضي بهينه و اين روند تا رسيدن به مقادير مطلوب تكرار مي‌شود. نتايج بدست آمده در اين مقاله حاكي از آن است كه بكارگيري اشكال غير دايروي همچون شبه بيضي در طراحي و ساخت زيردريايي مي‌تواند جايگزين مقاطع دايروي شود.