فهرست مطالب

مهندسی شناورهای تندرو - پیاپی 50 (بهار و تابستان 1396)

نشریه مهندسی شناورهای تندرو
پیاپی 50 (بهار و تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/30
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سید مهدی ساجدی*، حسن قاسمی، پرویز قدیمی صفحه 4

    دینامیک هیدروفویل‌ها در آب‎های عمیق از اهمیت فراوانی برخوردار است. با تعیین ضرایب معادلات حرکت می‌توان دینامیک هیدروفویل‌ها و عوامل موثر بر ناپایداری آن را شناخت. در این مقاله، ضرایب هیدرودینامیکی لیفت و درگ حرکت نوسانی هیو سه هیدروفویل NACA 0009، EPPLER 838 و GOTTINGEN 11K با استفاده از CFD در فرکانس‌های مختلف محاسبه و مقایسه می‌گردد. تعیین عملکرد هیدرودینامیکی به روش تجربی هزینه‌بر بوده و نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی دقیق دارد. بنابراین، استخراج این ضرایب به روش عددی و ایجاد آزمایشگاه مجازی می‌تواند مفید باشد. محاسبات در سه فرکانس انجام شده است. این فرکانس‌ها به ترتیب 10، 20، 30 و 40 Hz می‌باشند. نتایج نشان‎دهنده‎ی مستقل بودن درگ از فرکانس و افزایش لیفت 40 درصدی مشاهده شده است. تمام محاسبات در حالت بدون زاویه حمله انجام شده که نشان دهنده تاثیر حرکت نوسانی در مقابل حرکت بدون نوسان می‌باشد. در این حالت، لیفت به میزان قابل توجه‌ای افزایش می‌یابد.

    کلیدواژگان: ضرایب هیدرودینامیکی، هیدروفویل، حرکت هیو، دینامیک سیالات محاسباتی
  • محمود سالاری*، علیرضا اسفندیار، امین نجفی صفحه 12

    پروانه‌ی نیمه‌مغروق یک ابتکار بدیع و نو در زمینه‌ی شناورهای تندرو است که به علت سرعت بالای آنها و مقاومتی که در برابر پدیده‌ی مخرب کاویتاسیون دارند در سال‌های اخیر مورد توجه طراحان قرار گرفته است. طراحان می‌بایست در طراحی هیدرودینامیکی این نوع پروانه‌ها، پارامترهایی همچون قدرت مانورپذیری بالا، پایداری شناور، سرعت دورانی بالای پروانه را که همگی مورد علاقه‌ی صاحبان و کاربران شناورهای تندرو می‌باشد، مدنظر قرار دهند. به این دلیل، در زمینه‌ی طراحی این نوع پروانه‌ها، کارهای تحقیقاتی تجربی و عددی زیادی انجام گرفته است. هدف این تحقیق، مروری کلی بر تحقیقات پیشین صورت‌گرفته در زمینه‌ی طراحی و تحلیل‌های هیدرودینامیکی پروانه‌های نیمه‌مغروق می‌باشد که به صورت تیوری یا عددی انجام گرفته یا به صورت تست تجربی بوده است.

    کلیدواژگان: پروانه ی نیمه مغروق، شناورهای تندرو، یافته های تجربی، شبیه سازیهای عددی
  • ابوذر رویین تن* صفحه 28

    حوادث متعددی که در زمان انبارداری، حمل‌ونقل و استفاده از مواد منفجره و مهمات به وقوع پیوسته‌اند، نیاز به داشتن مواد منفجره و مهمات غیر حساس را الزامی کرده است. توسعه‌ی مواد پرانرژی ایمن جهت تولید مهمات غیر حساس به‌منظور افزایش ایمنی، حفظ یا ارتقای عملکرد از تحقیقات مهم در زمینه‌ی مهندسی مواد منفجره است. یکی از روش‌های دست‌یابی به مواد منفجره‌ی غیر حساس، استفاده از مواد منفجره‌ی پلیمری به جای خرج‌های فعلی می‌باشد. خواص منحصر به فرد مواد منفجره‌ی پلیمری از جمله استحکام مکانیکی، خواص انفجاری، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا، حساسیت کم به شوک و ضربه، عمر انبارداری بالا و ایمنی در حمل‌ونقل به‌ویژه در تجهیزات موجود روی شناورها منجر به توسعه این مواد شده است. در این مقاله، ضمن بررسی روش‌های دست‌یابی به مواد منفجره‌ی غیر حساس و پاسخ آنها به انواع خطرهای احتمالی، به نقش مواد منفجره‌ی پلیمری در کاهش حساسیت مواد منفجره و پاسخ برخی از انواع این نوع مهمات در آزمون‌های مهمات غیر حساس پرداخته می‌شود.

    کلیدواژگان: مواد منفجره ی پلیمری، مهمات غیر حساس، شناور، استحکام مکانیکی
  • حامد محمدی*، غلامرضا فروغی نعمت الهی، امین نجفی صفحه 36

    در این مقاله، برای ساخت بدنه‌ی کامپوزیتی شناورهای تندرو از ترکیب پلی‌پروپیلن، میکا و خاک رس کلوزیت استفاده شد. با توجه به ماهیت غیرقطبی پلی‎پروپیلن و قطبی بودن نانومواد معدنی از سازگارکننده‌ی مناسب جهت واکنش با یکدیگر استفاده شد. همچنین، به دلیل بزرگ بودن صفحات میکا و قوی بودن نیروی بین صفحات آن نیز از دی‎استون آکریل آمید به عنوان اصلاح‌کننده‌ی مناسب استفاده شد. جهت بررسی عملکرد اصلاح‎کننده از تست‌های طیف‎سنجی پرتو ایکس، طیف‌سنجی تبدیل فوریه استفاده شد. برای بررسی سطح شکست نیز از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. همچنین، برای تعیین خواص مکانیکی نانوکامپوزیت از تست‌های ضربه، کشش و خمش استفاده شد. نتایج مطالعه نشان داد یک درصد وزنی از میکای اصلاح‎شده در کنار 5/0 درصد وزنی نانورس کلوزیت، سازگارکننده و اصلاح‌کننده‌ی مناسب در زمینه‌ی پلیمر، می‌تواند پلی‌پروپیلن را جهت استفاده در بدنه‌ی شناورهای تندرو با استحکام بالا و قیمت مناسب مورد استفاده قرار دهد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت، پلی پروپیلن، ترکیب هیبریدی، نانوذره، میکا، خاک رس کلوزیت، خواص مکانیکی
  • مجاهد ارمی*، رضا حق مرام، محمدرضا سوری صفحه 46

    با توجه به اهمیت کاربرد روزافزون سیستم‌های الکتریکی در شناورها، بررسی سیستم‌های توزیع برق در شناورها، به‌خصوص در شناورهای نظامی، از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. هرچند تحقیقاتی در زمینه‌ی خصوصیات سیستم‌های توزیع صورت پذیرفته، اما نیاز به ارایه‌ی یک تجزیه و تحلیل مناسب و معرفی بهترین سیستم با توجه به شرایط استفاده در شناورها، خصوصا شناورهای نظامی است. مهم‌ترین نکته در انتخاب یک سیستم توزیع سه‌فاز در شناورها، چگونگی اتصال نقطه نول (خنثی) ژنراتورها و ترانسفورماتورها به زمین (بدنه‌ی شناور) و استفاده و یا عدم استفاده از سیم نول است. مباحثی که در این زمینه مطرح می‌شود؛ بحث اضافه ولتاژ، پایداری کارکرد سیستم‌های حیاتی شناور، تشخیص محل خطا، ایمنی تجهیزات و ایمنی کارکنان است. در این مقاله، ضمن تحلیل انواع سیستم‌های توزیع، با توجه به اهمیت موضوع پایداری کارکرد سیستم‌های حیاتی در شناورها، خصوصا شناورهای نظامی، بهترین سیستم، «سیستم توزیع برق سه‌فاز زمین نشده»، معرفی می‌شود.

    کلیدواژگان: نول، جریان خطا، اضافه ولتاژ، دستگاه های حیاتی
  • غلامرضا صالحی*، حسن قاسمی، هادی صالحی صفحه 54

    با توجه به اینکه روند طراحی پروانه یک سلسله مراحل آزمون و خطای همراه با تکرار است و بستگی به شرایط استفاده و محدوده‌های مجاز هر یک از فاکتورهای موثر در طراحی دارد، بهینه‌سازی این روند در راستای افزایش راندمان کل بسیار حایز اهمیت می‌گردد. جهت کاهش در زمان بهینه‌سازی الگوریتم‌های زیادی در بهینه‌سازی معرفی ‌شده‌اند که معروف‌ترین آنها الگوریتم ژنتیک است. البته، مدت ‌زمان زیادی از معرفی آن به دنیا می‌گذرد که در طول این زمان مرتبا این الگوریتم‌ها به‌روزتر و قدرتمندتر گردیدند. در این مقاله، بعد از بیان تیوری‌های موجود و الگوریتم‌های معرفی‌شده به بیان چگونگی عملکرد نمونه‌ای از الگوریتم‌های بهینه‌سازی، در بهینه‌سازی طراحی پروانه پرداخته شده است. یکی از الگوریتم‌های قدرتمند بهینه‌سازی، الگوریتم فراابتکاری ALO می‌باشد. این مطالعه، بعد از معرفی الگوریتم فراابتکاری ALO و چگونگی کارکرد آن، میزان توانایی آن را در غالب یک مثال ساده بیان نموده است. این الگوریتم با استفاده از ویژگی خاص خود و همگرایی سریع قابلیت دستیابی به نتیجه مطمین‌تر را داراست. نکته‌ی مهمی که در استفاده از این الگوریتم باید مدنظر باشد این است که هر چه ورودی‌های آن دقیق‌تر و صحیح‌تر باشد، نتایج نیز بهتر خواهد بود. لذا، می‌توان نتیجه گرفت که با داشتن داده‌های تقریبا بهینه می‌توان به بهینه‌ترین شرایط دست یافت. آنچه به دست آمد ضمن تایید توانمندی این الگوریتم در بهینه‌سازی مبین سایر قابلیت‌های این الگوریتم در زمینه‌ی بهینه‌سازی پروانه‌های دریایی با توجه به نمودارهای ارایه‌شده مربوط به سرعت همگرایی آن است.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم فراابتکاری، طراحی پروانه، راندمان
  • احسان شیبانی*، علی دهقانیان، مجید معمار، امیر سپهری صفحه 64

    در این پژوهش، اثر ضخامت بر روی استحکام چسبندگی مخلوط رزین-پودر سیلیکا با استفاده از انجام تست بررسی می‌شود. امروزه، به دلیل وجود مزایای زیاد از سازه‌های کامپوزیتی زمینه‎پلیمری در صنایع مختلف از جمله صنایع دریایی بسیار استفاده میشود. اجزای اصلی برای ساخت سازه‌های کامپوزیتی زمینه‎پلیمری شامل رزین، تقویت‎کننده، چسب، پرکننده‌ها، هسته و... میباشند. در بعضی از صنایع کامپوزیت برای کاهش ویسکوزیته رزین و اعمال آن در محل‌های شیبدار یا عمودی و یا استفاده در محل‌های دارای فضای خالی زیاد (به عنوان پرکننده)، از ترکیب رزین و پودر سیلیکا استفاده می‌شود. باید توجه داشت که از مخلوط رزین-پودر سیلیکا یا هر پرکننده‎ی دیگری، در هر ضخامت و تحت هر شرایط بارگذاری نمی‌توان استفاده نمود. در این پژوهش، از مخلوط رزین و پودر سیلیکا به عنوان اروزیل تعبیر می‌شود. با توجه به حساست موضوع، در این مقاله، با استفاده از ساخت نمونه‌های اتصال با بکارگیری اروزیل در ضخامت کمتر از 1 میلی‎متر و ضخامت‎های 6 و 13 میلی‎متر و انجام تست مطابق استاندارد ASTM D5868 چسبندگی و استحکام اتصال بررسی و مقایسه می‌شود. اروزیل مورد استفاده، ترکیب رزین پلی‎استر B130 ساخت شرکت کهر بوشهر و پودر سیلیکا است. نتایج تست‌ها نشان دادند که چسبندگی اروزیل در ضخامت‎های 6 و 13 میلی‎متر، کاملا متفاوت از چسبندگی اروزیل با ضخامت کمتر از 1 میلی‎متر بوده و همچنین، با افزایش ضخامت، استحکام برشی و چقرمگی به شدت کاهش می‌یابد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت زمینه ‎پلیمری، اتصال، اروزیل، ضخامت، چسبندگی، الگوی شکست، استحکام برشی، چقرمگی
  • رسول نیازمند بیلندی*، عباس دشتی منش، ساسان توکلی صفحه 72

    در سال‌های اخیر، مدل‌سازی دینامیک شناورهای پروازی پله‌دار به یکی از مباحث مهم در هیدرودینامیک شناورهای تندرو تبدیل شده است. در مقاله‎ی حاضر، یک مدل دینامیکی برای حرکات هیو و پیچ شناور‌های پروازی پله‎دار در آب مواج استخراج شده است. اساس مدل ریاضی، تیوری دو نیم‎بعدی و تغییرات مومنتوم در راستای طول شناور می‌باشد. مدل ریاضی ارایه‎شده، بدنه‎ی پروازی دوپله را به سه بخش تقسیم نموده و با فرض تیوری ویک خطی در پله‌ها، جرم افزوده و سطوح خیس را تشخیص می‌دهد. از آنجایی که هیچگونه داده عددی و آزمایشگاهی برای ارزیابی دینامیک شناور پله‎دار در موج در دسترس نیست، صحت مدل ریاضی با استفاده از نتایج شناورهای بدون پله در موج مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه‌ها بیانگر قابلیت مدل ریاضی در ارزیابی مناسب دینامیک بدنه‌های پروازی در دریای مواج هستند. در نهایت، مدل ریاضی توسعه داده‎شده برای محاسبه‎ی دینامیک شناور دوپله در موج مورد استفاده قرار گرفته است و پارامترهای موثر بر دینامیک شناور در موج مطالعه شده است.

    کلیدواژگان: شناور پروازی دوپله، مدل ریاضی، تئوری دو و نیم بعدی، جرم افزوده، امواج منظم
|
  • Seyed Mahdi Sajedi*, Hasan Ghassemi, Parviz Ghadimi Page 4

    Hydrofoils dynamics in deep waters is important. With the coefficients can be dynamic equations of motion of the hydrofoils and influencing factors of instability knowing it. In this article hydrodynamic lift and drag coefficients oscillating motion heave three hydrofoil naca 0009, Eppler 838 and Gottingen 11k using CFD at different frequencies were calculated and compared. Determining the hydrodynamic coefficients to the experimental method is expensive, and requires careful laboratory equipment, The exploitation of these coefficients to numerical methods and create virtual laboratories can be useful. The results show that the majority is independent of frequency coefficients, especially at high frequencies.

    Keywords: Hydrodynamics coefficients, hydrofoil, Heave motion, CFD
  • Mahmoud Salari*, Alireza Esfandyar, Amin Najafi Page 12

    Surface-piercing propellers can be considered as an innovative for development of the high-speed marine vessels. They have attracted the attention of designers in recent years due to their high efficiency at sea-surface conditions and their resistance to destructive phenomena of cavitation. Designers of these propellers need to reconsider some special parameters such as high maneuverability, vessel stability, higher speeds of propeller, which are of interest to owners and users. Duo to their importance role in propulsion system of high speed vessels, numerous experimental and numerical works had been done on the design of these propellers. The main objective of this research is to review the recent researches on hydrodynamics of surface piercing propellers, either theoretically or numerically, or empirically.

    Keywords: Surface-Piercing Propellers, High-Speed Boats, Experimental Investigations, Numerical Simulations
  • Abouzar Roeintan* Page 28

    Multiple incidents, That took Place during The Storage, Transportation and use of explosive and ammunition, have required The having of explosives and insensitive ammunition. The development of safe energetic Materials is The major research in The field of explosive engineering for production of insensitive ammunition to increase safety, maintain or enhance performance one way to access to insensitive explosive. Materials are to use of Polymer bonded explosive instead of current expenditures. The unique Properties of The Polymer bonded explosive including Mechanical Strength, explosive Properties, high Thermal and chemical Stability, low Sensitivity to shock and hit, high storage life and safety in Transportation especially in available equipment on Craft, That led to the development of these Materials. In this paper, while in investigation of accessing methods for insensitive Materials and their response to possible risks, the role of Polymer bonded explosive in reducing the Sensitivity of explosive materials and the response of some types of this ammunition in insensitive ammunition tests also one discussed.

    Keywords: Polymer bonded explosive, insensitive ammunition, Craft, Mechanical Strength
  • Hamed Mohammadi*, Gholamreza Foroughi Nematollahi, Amin Najafi Page 36

    In this study, polypropylene, mica and closite were used to prepare composite body of high-speed crafts (HSC). Regarding the non-polar nature of polypropylene and the polarity of the nano-materials, an appropriate conformer was used to react with each other. Due to the large size of the mica layers and the strength of the layers, diacetone acrylamide was used as a suitable modifier. X-ray spectroscopy tests (XRD) were used to investigate the correction function. Also fourier transform spectra (FTIR) were used. A scanning electron microscope (SEM) was used to check the level of defect. The impact, tensile and bending tests were also used to determine the mechanical properties of the nano-composite The results of the study showed that 1% by weight of modified mica, along with 0.5% w/w of nano-clay, compatible with and suitable for polymer modification, can use for economic body of HSC with high-strength.

    Keywords: Composite, Polypropylene, Hybrid Compound, Nanoparticle, Mica, Clay (Closite), Mechanical Properties
  • Mojahed Erami*, Reza Haghmaram, Mohammad Reza Souri Page 46

    Considering the importance of increasing the use of electrical systems on vessels, the assessment of power distribution systems in boats, especially in military vessels, has a special position. Although research on the characteristics of distribution systems has taken place, it is necessary to provide an appropriate analysis and to introduce the best system according to the conditions of use on vessels, especially military vessels. The most important point in choosing a three-phase distribution system in boats is how to connect the neutral point (neutral) of generators and transformers to the ground (boat body) and the use or non use of the neutral wire. The issues discussed in this regard are over voltage, stability of the functioning of boat vital systems, Error location detection, equipment safety and personnel safety. In this paper, while analyzing a variety of distribution systems, considering the importance of sustainability of vital systems functioning on boats, especially military vessels, the best system, "Three phase non-grounded power distribution system" is introduced.

    Keywords: Neutral, Fault flow, Over Voltage, Vital Systems
  • Gholamreza Salehi*, Hassan Ghassemi, Hadi Salehi Page 54

    The marine propeller design is a series of repetitive trial and error in calculations. It depends on the terms and limits of the effective factors in the design. Optimization of the process in order to increase the total efficiency is very important. Many optimization algorithms have been suggested so as to reduce the time of marine propeller design that the most famous of them is genetic algorithm. This algorithm is developed day by day. In this paper after briefly introduce existing theories and algorithm explained the method of ALO algorithm and expressed haw it work in a simple example. What was achieved while confirming the ability of this algorithm in Optimization and represents other feature of this algorithm in marine propeller design according to its feature related to the convergence diagram. The method of this algorithm inspired by the insect called an ant-lion. So those by trapping the best items and compare them choose the optimal situation. In the other words this algorithm work by preliminary data feed into software and if the preliminary data is more accurate the results will be better. Therefore we could earn more accurate preliminary data by using the powerful marine design software and input this information as a preliminary data for the ALO algorithm.

    Keywords: Optimization algorithm, Optimization, Propeller design, Efficiency, Marine propeller
  • Ehsan Sheibani*, Ali Dehghanian, Majid Meamar, Amir Sepehri Page 64

    This article examine the effect of thickness on the strength of adhesion of the mixture of resin-hydrophilic fumed silica using test. Now, composite structures because of many benefits, are used frequently in the various industries like marine industries. Maine component for manufacturing of composite structures are resin, reinforcement, adhesive, fillers, core, etc. In some composite industries use the mixture of resin hydrophilic fumed silica as a filler for reduction of resin viscosity and using in the slope region or vertical region or region with large gap. Notice that the mixture of resin-hydrophilic fumed silica or either fillers cannot be used in any thickness or loading conditions. In this article the mixture of resin-hydrophilic fumed silica referred by the name of Aerosil. In this article, three adhesive joint specimens with different are tested according to ASTM D5268 standard. In the experiments, adhesion and joint strength are examined. The Aerosil used in the manufacturing of test specimens, is the mixture of polyester resin B 130 of Kahar Company in Bushehr and hydrophilic fumed silica. Test results indicated that the adhesion of Aerosil in the thickness of 6, 13 millimeter are completely different from adhesion of Aerosil with the thickness less than 1 millimeter and also with the increase of Aerosil thickness, shear strength and toughness, reduce extremely.

    Keywords: polymer base composite, joint, Aerosil, thickness, adhesion, fracture pattern, shear strength, toughness
  • Rasool Niazmand Bilandi*, Abbas Dashtimanesh*, Sasan Tavakoli Page 72

    In recent years, dynamic modeling of stepped planing hull has become one of important topics in hydrodynamics science. In this paper, a dynamic model has been extracted for heave and pitch motions of stepped planing craft in the raging water. The basic of mathematical model are 2D theory and momentum variation in boat’s length. Presented mathematical model divides the two stepped hull to three parts and by assuming linear wake theory for steps, added mass and wetted surfaces are recognized. Since, numerical and experimental data not available to evaluate dynamic of stepped planing hull in wave, accuracy of the mathematical model is evaluated using the result of non-stepped planing hull in wave. Comparisons prove the ability of presented mathematical model for suitable performance evaluation of two stepped hulls in raging water. Finally, mathematical model developed has been used to calculate dynamic of two stepped craft and parameters affecting has been studied on vessel dynamic in wave.

    Keywords: Stepped Planing Craft, Mathematical Model, 2D+t Theory, Added Mass, Regular Wave