ارايه يك مدل محاسباتي براي ارزيابي كارايي بدنه‌هاي دو پله در آب آرام

Presentation of a Computational Model for Performance Evaluation of Two Stepped Hulls in Calm Water

بدنه هاي پروازي پله‌دار از مهم‌ترين نوآوري ها در زمينه‌ي هيدروديناميك بدنه هستند و موجب كاهش سطح خيس و بهبود كارايي شناور مي شوند. اين شناورها مي توانند داراي چندين پله باشند. امروزه، بسياري از صنايع ساخت شناورهاي تندرو نظير مادِرا به طرّاحي بدنه هاي دوپله و سه‌پله روي آورده اند. با اين وجود، هنوز روش ساده اي براي محاسبه و تحليل اوليه‌ي اين نوع بدنه ها وجود ندارد. بنابراين، هدف اصلي اين مقاله، توسعه يك مدل رياضي براي پيش بيني تريم و مقاومت بدنه هاي دوپله است. اساس مدل رياضي ارايه شده، مشابه با مدل ساويتسكي64 است. مدل رياضي ارايه شده، بدنه‌ي پروازي دوپله را به سه بخش تقسيم نموده و با فرض خطي بودن جريان جداشده از پله ها، سطوح خيس را تشخيص مي‌دهد. نهايتاً، با استفاده از يك حل تكراري، مقادير تريم و مقاومت بدنه‌ي دوپله به دست خواهد آمد. جهت اعتبارسنجي، نتايج حاصل از مدل رياضي با داده هاي آزمايشگاهي مدل دوپله C2 از سري بدنه‌ي ساوت‌همپتون مقايسه شده است. مقايسه ها بيانگر قابليت مدل رياضي در ارزيابي مناسب كارايي بدنه هاي پروازي دوپله در مرحله‌ي طرّاحي مفهومي هستند.

Stepped planning hulls are one of the main innovations in the field of hull hydrodynamics which lead to wetted surface reduction and performance improvement. Nowadays, many of boat building industries such as Madera use stepped hulls design. However, there is no simple method for performance prediction of such hulls. Therefore, the main aim of the current study is development of a mathematical model for trim and resistance prediction of two stepped hulls. The basic of mathematical model is similar to Savitsky64. Presented mathematical model divides the two stepped hull to three parts and by assuming linear flow separation from steps, wetted surfaces are recognized. Finally, using an iterative solution, trim and resistance of two stepped hull are obtained. For validation, the obtained results using mathematical model are compared against experimental data of Southampton series model C2. Comparisons prove the capability of presented mathematical model for appropriate performance evaluation of two stepped hulls at conceptual design phase.