فهرست مطالب

مهندسی شناورهای تندرو - پیاپی 51 (پاییز و زمستان 1396)

نشریه مهندسی شناورهای تندرو
پیاپی 51 (پاییز و زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1397/01/08
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقاله علمی - ترویجی
  • حبیب علیخان زاده، تقی علی اکبری، امین نجفی صفحات 4-13
    با توجه به ویژگی های مناسب شناورهای کاتاماران از جمله مساحت سطح عرشه بزرگ، دریامانی مناسب، قابلیت حمل مناسب تجهیزات، استفاده از این شناورها در مهندسی دریا و کاربردهای مختلف دریایی رو به افزایش است. با توجه به گستردگی بکارگیری این شناورها، طراحی بهینه ی آنها در صدر تحقیقات دریایی قرار گرفت و در سال های اخیر نیز، تحقیقات در این زمینه در حال افزایش می باشد. در این پژوهش، مدل آزمایشگاهی یک شناور کاتاماران با فرم دماغه تیز و شکننده ی موج و پاشنه ی معمولی در آزمایشگاه دریایی ملی خلیج فارس ساخته شده و بعد از کالیبراسیون تجهیزات مطابق استاندارد دریایی ITTC و تنظیم وزن، آبخور و مرکز ثقل، در سرعت های مختلف تست گردید. نتیجه ی چنین بررسی هایی که روی پارامترهای هیدرودینامیکی این شناور انجام شده و مقایسه ی آن با عملکرد مدل واقعی در دریا، میزان مطلوبیت این آزمایش را بیان می کند و حکایت از این دارد که استفاده از این شناورها، در آینده به خاطر قابلیت بالای آن در عبور از امواج دریا، گستردگی بیشتری خواهد داشت. لازم به ذکر است که در خلال این تحقیق روند استخراج و تعمیم نتایج از تست آزمایشگاهی به شناور واقعی توضیح داده شده است که می تواند دستورالعمل جامعی در این زمینه باشد.
    کلیدواژگان: تست مدل، مقاومت، شناور کاتاماران موج شکن
  • مجاهد ارمی، رضا حق مرام، محمدرضا سوری صفحات 14-23
    در سال های ابتدایی ساخت شناورها، مهم ترین موضوع الکتریکی در شناورها، تنها مسالهی استفاده از برق برای روشنایی بود. با رشد روزافزون فناوری در ساخت شناورها و با توجه به دستگاه های الکتریکی دریایی که به تازگی به صورت تجاری و صنعتی مطرح شده اند، وجود یک سامانه توزیع دریایی مجهز و قابل اطمینان امری اجتنابناپذیر است. سامانه توزیع سهفاز سهسیم با نول زمیننشده (نول ایزوله)، به لحاظ کم بودن جریان خطای زمین و در نتیجه، پایداری کارکرد دستگاه های حیاتی نظیر سکان، سامانه های ارتباطی، رادار و . . . بهترین انتخاب برای تغذیهی الکتریکی شناورها است. اما با انتخاب این نوع از سامانه توزیع، در کنار مزیت ذکرشده، دارای عیب هایی نیز هست. یکی از عیب های این سامانه این است که در صورت عدم تشخیص خطای تک فاز به زمین و بروز خطای فاز به زمین دوم، خطای اتصال کوتاه رخ میدهد و باعث عملکرد رله های حفاظتی و قطع تغذیهی بارهای حیاتی و در نتیجه غیر عملیاتی شدن شناور می شود. پس باید قبل از بروز خطای زمین دوم، خطای اول شناسایی و رفع گردد. در این مقاله، یک روش ترکیبی با استفاده از تبدیل موجک برای تشخیص فاز خطا و ویژگی های جریان توالی صفر برای تشخیص فیدر خطا و بخش خطا استفاده شده است.
    کلیدواژگان: خطای تک فاز، تبدیل موجک، جریان توالی صفر
  • حامد محمدی، غلامرضا فروغی نعمت الهی، امین نجفی صفحات 24-35
    در این مطالعه، جهت ساخت بدنه ی کامپوزیتی شناور از ترکیب پلی پروپیلن و میکا کلوزیت استفاده شد. نانوکامپوزیت پلی پروپیلن/میکا به روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم درجا با استفاده از فعال کننده ی تولیدشده با انتقال الکترون در مجاورت میکا اصلاح شده با نسبت مولی برابر از دو ماده فعال سطحی دو دسیل تری متیل آمونیوم برمید و وینیل بنزیل تری متیل آمونیوم کلرید سنتز شد. ماهیت زنده پلیمرشدن با توزیع وزن مولکولی باریک و شاخص پراکندگی در محدوده 1.15-1.13 تایید شد. وجود ساختارهای بین لایه ای و ورق های در پلیمر زمینه با الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده شد. نتایج به دست آمده از گرما وزن سنجی، پایداری گرمایی جزیی را برای نمونه های نانوکامپوزیتی نسبت به کوپلیمر خالص نشان داد. نتایج به دست آمده از گرماسنجی پویشی تفاضلی کاهش دمای انتقال شیشه ای با افزایش میکا را برای نمونه های نانوکامپوزیتی نشان داد. کاهش وزن مولکولی نانوکامپوزیت ها و تضعیف برهمکنش های بین زنجیرها از جمله دلایل این کاهش به شمار می آیند. ساختار شیمیایی کوپلیمر حاصل با طیف سنج رزونانس مغناطیس هسته ای هیدروژن تایید و ترکیب کوپلیمر نیز مشخص شد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، پلی پروپیلن، نانوذره، میکا، پلیمریزاسیون رادیکالی
  • شهروز عباسی نژاد صفحات 36-43
    در این مقاله، یک بررسی عددی مکش و دمش همزمان بر روی ایرفویل ناکا 0012 انجام شده است. در گذشته اثر جت مکش و دمش به طور جداگانه بر روی این ایرفویل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان داد که وقوع مکش در فاصله 10 درصد طول وتر و دمش در فاصله 80 درصد طول وتر از لبه ی ورودی؛ بیشترین افزیش ضریب لیفت را ایجاد می کند. در این پژوهش، طول ناحیه ی مکش و دمش یکسان و برابر 2.5 درصد طول وتر و همچنین، دامنه ی مکش و دمش از 1/0، 2/0، 3/0 و 5/0 مورد بررسی قرار گرفته شده است. جریان عبوری از ایرفویل تراکم ناپذیر، عدد رینولدز 500000 و سیال مورد نظر نیز هوا می باشد. برای بررسی عددی از مدل توربولانسی SST و همچنین، برای جریان در نزدیکی دیواره از مدل دیواره قابل مقیاس استفاده شده است. با توجه به نتایج مکش و دمش همزمان در نواحی ذکرشده؛ موجب افزایش ضریب لیفت تا 1/2 در دامنه ی مکش 5/0 می شود. همچنین، زاویه ی حمله که در آن استال اتفاق می افتد به میزان قابل توجهی افزایش و در دامنه ی 5/0 به 26 درجه می رسد.
    کلیدواژگان: ایرفویل، جدایش، مکش و دمش، ضریب لیفت و درگ
  • ابوذر رویین تن صفحات 44-49
    پوشش های فریتی جاذب امواج الکترو مغناطیس در دو حوزه ی مهم نظامی و پزشکی کاربرد دارد. اهمیت این پوشش ها در حوزه ی نظامی به مخفی کردن ادوات نظامی و ایمن کردن آنها تا حد ممکن از تیررس دشمن مربوط می شود. بخش زیادی از پروژه های مربوط به طراحی و ساخت شناورها، به کاهش سطح مقطع راداری (RCS ) اختصاص داده می شود که برای رسیدن به این هدف از تغییر شکل بدنه ی سازه استفاده می کنند. تغییر شکل بدنه، سختی کار و مشکلات زیادی را به دنبال خواهد داشت که مهم ترین آنها تضعیف خواص آیرودینامیکی است. پوشش های جاذب امواج رادار و نصب آنها بر روی بدنه شناورها علاوه بر حفظ طراحی بهینه، می تواند بازه ی وسیعی از امواج رادار را تضعیف و جذب کند که این امر منجر به رادارگریز کردن آنها می شود. مواد نانو به دلیل خواص بی نظیر الکتریکی و مکانیکی گزینه های مناسبی برای جذب امواج الکترومغناطیسی هستند. مواد کامپوزیتی نانوپایه می توانند کم وزن، ارزان و راحت سنتز شوند. استفاده از نانوذرات آهن، نیکل و کبالت در ساخت نانوکامپوزیت های فریتی قادر است در محدوده ی فرکانسی امواج رادار، سطح مقطع راداری را حداقل تا 6 برابر کاهش دهد که این نتیجه ی بسیار خوبی محسوب می شود. این مواد به صورت روکش یک میلی متری بر روی بدنه ی شناورها کشیده شده و قادر است آنها را از دید رادارهای دشمن پنهان کند.
    کلیدواژگان: پوشش های فریتی جاذب، امواج الکترومغناطیس، سطح مقطع راداری، شناورهای تندرو
  • ولی الله غفاری صفحات 50-57
    در سامانه های هدایت مبتنی بر زاویه ی خط دید، معمولا معادله ی هدایت با یک معادله ی دیفرانسیل معمولی بیان می گردد. الگوریتم های هدایت کارآمد با تضمین پایداری حلقه هدایت، زاویه ی سمت جسم را به گونه ای تغییر می دهند تا تغییرات زاویه ی خط دید در کمترین زمان ممکن صفر گردد. بنابراین، با استفاده از نظریه ی سامانه های غیرخطی، قانون هدایت می بایست به گونه ای طراحی گردد تا زاویه ی خط دید مقدار ثابتی (بدون تغییر) شود. در این روش، فرمان هدایت به صورت شتاب جانبی محاسبه و به آن جسم اعمال می گردد. در پیاده سازی عملی این قوانین هدایت، بایستی شتاب جانبی محاسبه شده به فرمان زاویه ی سمت جسم تبدیل شود. در این مقاله، ابتدا فرمان زاویه ی سمت جسم در قانون هدایت تناسبی تعیین شده و سپس، سعی می گردد تا قانون هدایت به گونه ای تغییر یابد تا با تضمین پایداری حلقه هدایت و حجم محاسبات کمتر، فرمان زاویه ی سمت تولید شود. روش پیشنهادی در یک سناریوی هدایت به صورت عددی شبیه سازی و کارآمدی آن نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: زاویه ی خط دید، قانون هدایت، سیستم هدایت
  • ساسان توکلی، عباس دشتی منش صفحات 58-72
    در این مقاله، یک مدل تجربی به منظور محاسبه ی توزیع فشار در کف شناور پروازی پله دار ارائه شده است. این مدل تجربی با بکارگیری روابط تجربی پیشین و ارائه ی یک روش به منظور تخمین سطح خیس شده ی بدنه ی پشتی شناور تهیه شده است. بر همین اساس، روابطی برای محاسبه ی تجربی فشار در هر دو بدنه ی شناور معرفی شده اند. این روابط فشاری از مقاطع موازی با خط سکون بهره می گیرند. در این مدل، رفتار پله مانند رفتار ترانسوم در نظر گرفته شده است و از روابط تجربی مربوط به ویک شناورهای پروازی بهره گرفته شده است. مدل نهایی به صورتی تهیه شده است که فشار را در هر دو بدنه محاسبه نماید. نتایج حاصل از مدل حاضر با نتایج پیشین مقایسه شده و مشاهده شده است که روش حاضر دارای دقت مناسبی در تخمین فشار و نیروی لیفت حاصل از آن می باشد. مطالعاتی نیز در مورد اثرات ارتفاع و طول پله صورت پذیرفته است و مشاهده شده که افزایش ارتفاع پله منجر به افزایش فشار در بدنه ی پشتی می شود. همچنین، این نتیجه حاصل شده است که در صورتی که نسبت طول پله به طول خیس شده در بدنه ی جلویی کاهش یابد، فشار در بدنه ی پشتی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: شناور پروازی پله دار، توزیع فشار، مدل تجربی، مقاطع موازی خط سکون، آب آرام
|
  • Habib Alikhan Zade, Taghi Ali Akbari, Amin Najafi Pages 4-13
    Considering the proper characteristics of the Catamaran floats, such as the surface of the deck, the proper sea keeping, the proper portability of the equipment, the use of these vessels in marine engineering and the various applications of the sea is increasing. Due to the widespread use of these ships, their optimal design has been at the top of the marine research, and in recent years, research has been increasing. In this research, a laboratory model of a Catamaran float with a brittle and breakwater nose, and normal transom shape was constructed in the Persian Gulf marine laboratory and after the calibration of equipment according to the ITTC marine standard and weight, drain and center of gravity adjustment were tested at different speeds.. The results of such surveys on the hydrodynamic parameters of this float and its comparison with the performance of the actual model at sea indicate the desirability of this test, which suggests that the use of these vessels in the future due to its high capability in crossing the waves of the sea will be more widespread. It should be noted that during this research the process of extraction and generalization of the results from the experimental test to the float is explained, which can be a comprehensive guide in this field.
    Keywords: Model test, Resistance, breakwater Catamaran float
  • Mojahed Erami, Reza Haghmaram, Mhammad Reza Souri Pages 14-23
    In the early years of building the boats, the most important electrical issue on boats was just the use of electricity for lighting. With the growing growth of technology in the construction of the boats and due to the commercially and instructionally developed marine electrical equipment, the existence of a well equipped and reliable marine distribution system is inevitable. Three phase distribution system, three wires with no ground null (isolated null) due to low earth fault current and as a result of sustaintiality of functioning of vital devices such rudders , communication systems, radar etc is the best choice to feed the boats. But choosing this type of distribution system, there are some flaws along with the advantages. One of the drawbacks after system is that in the event of failure to detect single-phase fault and phase- to -ground fault, a short circuit fault occurred and the triggers protective relay and terminates the feeding of the critical loads resulting in making boats non-operational, Therefore the first fault must be identified and resolved before the second ground fault. In this paper a hybrid method using wavelet transformation for fault phase detection and zero sequence flow characteristics has been used to identify the fault feeder and fault section.
    Keywords: single-phase fault, wavelet transformation, zero sequence flow
  • Hamed Mohammadi, Gholamreza Foroughi Nematollahi, Amin Najafi Pages 24-35
    In this study, polypropylene and mica were used to prepare of composite body of high-speed crafts. Polypropylene/mica nanocomposite by radical polymerization of on-site atomic transfer using an activator produced by electron transfer in the vicinity of modified mica, with an equal molar ratio of two active doped tributyl methylamine ammonium bromide and vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride synthesis. Live polymerization nature was characterized by the distribution of a molecular weight and the dispersion index in the range 1.13-1.15. The existence of interlayer structures and sheets in the polymer on the background with X-ray diffraction patterns (XRD) and transmitted electron microscopic images were observed. The results obtained from heat-weightedness showed a slight thermal stability for nanocomposite samples compared to pure copolymers. The results obtained from differential scanning calorimetry showed a decrease in glass transition temperature with increasing mica for nanocomposite samples. One of the reasons for this decrease is the reduction in molecular weight of nanocomposites and the weakening of interactions between the chains. The chemical structure of the copolymer was confirmed by the atomic hydrogen magnet resonance spectrometer and the copolymer composition was determined.
    Keywords: Composite, Polypropylene, Nanoparticle, Mica, Radical polymerization
  • Shahrooz Abbasi Nejad Pages 36-43
    In this paper, the numerical simulation of suction and blowing on airfoil NACA0012 are performed. In the past, the effect of suction and blowing jets on the airfoil has been explored separately. The result of this study showed that the occurrence of suction at a distance of 10% in length of the chord from the entrance edge would be increased the lift factor. The result of this study showed that occurrence of suction at a distance 10% of its length and length in the distance 10% of the chord from entrance edge causes to maximum increasing to lift coefficient. In this study the suction and blowing zone lengths were same and 2.5% longer in length as well as the suction and blowing range of 0.3 , 0.2 , 0.1 , 0.5 and were examined. The flow of an incompressible airfoil, the Reynolds number of 500000 and also desired fluid is air. SST turbulence model has been used for this numerical study and for flow near wall a scalable wall function has been used. Due to the suction and blowing simulation results in the areas mentioned it increases lift factor by 1.2 in the suction range 0.5. Also the angle of attack on which stall occurs is significantly increased and reaches a range of 0.5 to 26 degrees.
    Keywords: Airfoil, Separation, Suction, Blowing, Lift, drag coefficient
  • Abouzar Roeintan Pages 44-49
    Electromagnetic absorption ferrite coatings are used in two important military and medical fields. The importance of these coverings in the military field is to hide military equipment and secure them as far as possible from the enemy's throws. A large part of the projects related to the design and construction of crafts is intended to reduce the radar cross section )RCS(, which uses structural body changes to achieve this purpose. Body deformation will have a lot of difficulty and problems, most notably the weakening of aerodynamic properties. The radar absorbing coatings and their installation on the crafting bodies, in addition to maintaining optimal design, can weaken and absorb a wide range of radar waves, which will lead to realization of them. Nano-material is an excellent choice for absorbing electromagnetic waves due to its unique electrical and mechanical properties. Nano-based composites can be low-weight, cheap and easy to synthesize. The use of nanoparticles iron, nickel and cobalt in the manufacture of ferrite nano-composites is capable of reducing the radar cross section area by at least 6 times in the frequency range of the radar, which is a very good result. The material is pulled by a 1 mm overlay on the crafts body and is able to hide them from the enemy's radar's sight.
    Keywords: Absorbent ferrite coatings, Electromagnetic waves, Radar cross section, High speed craft
  • Valiollah Ghaffari Pages 50-57
    Usually guidance systems based on the Line of sight (LOS) angle are described by an ordinary differential equation. Guidance algorithms attempt to nullify the LOS rate while the closed loop stabilities guaranteed. Using the nonlinear system stability theory, the guidance law is designed such that the LOS angle would be a constant. Hence the guidance commands are applied to the vehicle actuators in term of some lateral accelerations. In practical implementation of the guidance law, the accelerations must be translated into the vehicle angles. Therefore proportional navigation (PN) guidance law firstly investigated in this paper. Then the PN guidance law is corrected such that the vehicle angle would be a constant while the closed loop stability is guaranteed and less computational effort is used. A numerical example is provided to show the efficiency of proposed procedures.
    Keywords: Line of sight angle, guidance law, guidance system
  • Sasan Tavakoli, Abbas Dashtimanesh Pages 58-72
    In this paper, an empirical based model for estimation of bottom pressure of stepped planning hulls is developed. This model is established by using previous empirical equations of pressure and wake of planning surfaces. Within the paper, equations for pressure distribution on fore and aft body are presented. These equations are derived based on sections parallel to stagnation line of planning craft. The step is assumed to act like transom, and its wake is predicted using previous equations develop for predicting the wake of transom. The final proposed model is able to predict pressure on both aft and fore body. The predicted results are compared against previous experimental data and it is observed that proposed method has good accuracy. Parametric studies are carried out and it is seen that if the height of step is increased, pressure of aft body increases. In addition to this, it is observed that the ratio of step height over keel has an inverse relation with pressure of aft body.
    Keywords: Stepped planning hull, bottom pressure, empirical equations, sections parallel to stagnation line, calm water