پديد آورندگان :
نجفي ، امين نويسنده دانشجوي دكتري دانشكده‌ي مهندسي مكانيك، دانشگاه صنعتي شريف Najafi, A , سيف ، محمد‌سعيد نويسنده استاد دانشكده‌ي مهندسي مكانيك، دانشگاه صنعتي شريف Seif, M.S
كليدواژه :
حركات طولي , روش سويتسكي , ضرايب هيدروديناميكي , موج نامنظم , ديناميك سيالات محاسباتي
چكيده فارسي :
شناخت پويايي و رفتار شناورهاي تندرو، ناپايداري ديناميكي طولي شناور در آّب آرام و رفتار آن در امواج حايز اهميت فراوان است. از آنجا كه حركت و شتاب‌هاي زياد در شناور ها به‌خصوص در شناور هاي تندرو بر عملكرد شناور، خدمه، مسافرين و تجهيزات تاثير منفي دارد، برآورد و تخمين اين حركات بخش مهمي از مرحله‌ي طراحي شناور است. در اين راستا، مطالعات بسياري به‌صورت تجربي و عددي در زمينه‌ي حركت اين‌‌گونه شناورها در امواج منظم صورت پذيرفته است. اما به‌دليل پيچيدگي رفتاري شناورهاي تندرو و همچنين غير خطي بودن معادله‌ي حركت نسبت به زمان، حل عددي معادلات حركت براي مدل‌سازي شناور در امواج نامنظم بسيار پيچيده و زمان‌بر ميشود. لذا، محققين براي مطالعات خود، بيشتر به انجام آزمون تجربي اكتفا مي‌كنند. با توجه به محدود بودن آزمايشگاه‌هاي دريايي مجهز به موج‌ساز نامنظم و همچنين هزينه بر بودن آزمون در آب‌هاي آزاد با شناور واقعي، دست‌يابي به روابط تحليلي برآورد و تخمين حركات شناور در امواج نامنظم اهميت پيدا مي كند. هدف از انجام اين مطالعه، ارايه‌ي روشي تحليلي بر پايه‌ي فرضيات اوليه براي دست‌يابي به پاسخ شناورهاي پروازي تحت تحريك امواج نامنظم درياست. در اين تحقيق مدلي تحليلي و با هزينه‌ي محاسباتي پايين ــ مبتني بر مطالعات تحليلي و عددي در نظر گرفته شده در طول اين تحقيق و ساير نتايج موجود ــ براي حركات طولي شناور كاتاماران تندرو ارايه خواهد شد. در روش ارايه شده از اصل جمع آثار در نيروها استفاده شده است و بايد در آن، ضرايب هيدروديناميكي شناور نسبت به فركانس حركات ثابت باشد. بدين‌منظور ضرايب در فركانس‌هاي حركات به‌صورت عددي بررسي شده است. بررسي ضرايب هيدروديناميكي در فركانس‌هاي برخورد مختلف نشان داد كه با افزايش فركانس برخورد ضرايب ثابت ميشود؛ همچنين روش مورد استفاده در اين تحقيق در طول موج‌هاي زياد نسبت به طول شناور داراي جواب‌هاي قابل قبولي است.
چكيده لاتين :
High speed craft have longitudinal instabilities in waves and calm water, so, it is very important to know the dynamics and behavior of these vessels. In recent years, there has been more attention paid to the study of hull form optimization, movement improvement and instability control for planing marine vessels. The problem of increasing movement and acceleration of marine structures, especially in high speed craft, has a negative effect on the performance of the structure, its crew, passengers and equipment. So, estimation of vessel movement is an important part of its design. In this regard, wide studies have been carried out, experimentally and numerically, on the motion of these vessels in regular waters. But, in high speed craft, due to the complex and non-linear behavior of the motion equation, the numerical solution of the equations of motion in the time domain is highly complex and time-consuming in calculating irregular waves. Therefore, researchers prefer to use experimental testing. Due to a limitation of equipment in marine laboratories, the use of irregular wave makers and expensive tests for real vessels in open seas, it is necessary to obtain an analytical solution for estimation of motion in irregular waves. The purpose of this study is to illustrate how we can achieve an analytical method, based on initial conditions, for planing vessels in irregular waters. In this study, an analytical model, with low computational cost, will be provided for the longitudinal movement of a catamaran. This model is based in consideration of analytical and numerical studies, and during this research, other published findings will be produced. The proposed method uses the principle of a superposition of forces, which has no antonym with the nonlinear motion of high speed craft. In this method, the hydrodynamic coefficients must be constant, relative to movement frequency, so, numerical evaluation of the hydrodynamic coefficients has been discussed in every motion frequency. Various experiments have shown the hydrodynamic coefficient tendency to be constant at high collision frequency. By examining the various hydrodynamic coefficients in collision frequencies, an increase in the frequency of collisions, as well as fixed coefficients, were observed. The method used in this research has acceptable answers for high wave lengths, with respect to vessel length.
