aliasghar moghaddas ahangari
-
استاتورهای پیش چرخش می توانند به عنوان یک ابزار برای بهبود عملکرد هیدرودینامیکی پروانه و کاهش گشتاور اضافی پروانه در زیرسطحی ها عمل کنند. این گشتاور اضافی در زیرسطحی ها با مقطع دایره ای می تواند باعث ایجاد حرکت غلتشی (حرکت دورانی حول محور طولی) شود. مهم ترین و تاثیرگذارترین پارامتر در طراحی این نوع از استاتورها طول کورد، فاصله استاتور تا پروانه و زاویه حمله استاتور است. در این مقاله به بررسی این پارامترها با استفاده از روش تاگوچی جهت استفاده از استاتور برای یک زیرسطحی به منظور کاهش حرکت دورانی حول محور طولی زیرسطحی (کاهش گشتاور اضافی پروانه) و افزایش بازدهی سیستم رانش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی با کمک نرم افزار تجاری استار سی سی ام پرداخته شده است. به منظور اعتبارسنجی محاسبات، نتایج شبیه سازی یک پروانه سری بی با نتایج آزمایش تجربی مقایسه شده است، نتایج شبیه سازی با خطای کمتر از 10 درصد نسبت به داده های تجربی بدست آمده است. همچنین به منظور اطمینان از استقلال نتایج بدست آمده از شبکه بندی، از روش همگرایی شبکه استفاده شده است. استاتور نهایی طراحی شده برای زیرسطحی در عین حال که گشتاور را 44/47 درصد نسبت به حالت بدون استاتور کاهش می دهد، بازدهی سیستم رانش را نیز 2/29 درصد بهبود داده است. همچنین استاتور طراحی شده باعث کاهش گردابه (ورتکس) نوک پره و هاب پروانه شده است.کلید واژگان: استاتور پیش چرخش, کاهش حرکت دورانی زیرسطحی, ضرایب هیدرودینامیکی, کاهش گشتاور اضافی پروانه, بازده سیستم رانشPre-swirl stators can operate as a device to improve the hydrodynamic performance of the propeller and reduce the excess propeller torque on the underwater vehicle. This excess torque on the underwater vehicle with a circular cross-section can cause harmful rolling motion. The most important and influential parameters in the design of these stators are the chord length, distance from the propeller, and angle of attack. In this paper, these parameters are investigated using the Taguchi method and stator design to simultaneously reduce the underwater vehicle roll motion (reduction of excess propeller torque) and increase propeller efficiency using computational fluid dynamics with the help of commercial software STAR-CCM+. To validate the calculations, the numerical simulation results of a B-series propeller are compared with the existing experimental test, the numerical results are obtained with less than ten error percentages compared to the experimental results. The Grid Convergence Index has also been used to ensure the independence of the results obtained from the mesh. The final stator designed in this paper reduces the total propulsion torque by 44.47% compared to the non-stator mode and improves efficiency by 2.29%. Also, the designed stator reduces the vortex of the blade tip and the propeller hub.Keywords: Pre-swirl stator, Reducing underwater vehicle roll, Hydrodynamic coefficients, Reducing excess propeller torque, propulsion efficiency
-
در این تحقیق، با استفاده از روش آزمایشگاهی و عددی، پارامترهای هیدرودینامیکی شناور تندرو منشوری اعم از مقاومت، بالا آمدگی و تریم برای دو زاویه برخواست 20 و 25 مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، ابتدا نتایج آزمایشگاهی شناور با 2 زاویه برخواست 20 و 25 با نتایج آزمایشگاهی دیوید تیلورمورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای هیدرودینامیکی اعم از مقاومت، بالا آمدگی و تریم مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با مدلسازی شناور به روش حجم محدود و دینامیک سیالات محاسباتی، پارامترهای هیدرودینامیکی مورد معتبر سازی و مقایسه قرار گرفته و سطح خیس شناور در 2 زاویه برخواست و سرعت های پیشروی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. دراین تحقیق، مشخص شد که مقدار مقاومت شناور با افزایش زاویه خیز کف، افزایش می یابد. همچنین مقدار تریم دینامیکی با افزایش زاویه خیز کف در سرعتهای پیشروی مختلف، کاهش می یابد.
کلید واژگان: زاویه برخواست, تست مدل, شناور پروازی, دینامیک سیالات محاسباتی, پارامترهای هیدرودینامیکیIn this research, by using Experimental and numerical methods, the hydrodynamic parameters of high-speed prismatic vessel including resistance, rise up and trim for two deadrise angles of 20 and 25 have been investigated. In this paper, first, the experimental results with 2 deadrise angles 20 and 25 with David Taylor Towing Tank results are compared and the hydrodynamic parameters including resistance, rise up and trim are investigated. Then, by modeling the vessel by finite volume method and computational fluid dynamics, the hydrodynamic parameters have been validated and compared and the wet surface of the vessel has been computed at two deadrise angles in different forward speeds. In this study, it was found that the amount of floating resistance increases with increasing deadrise angle. Also, the dynamic trim decreases with increasing deadrise angles at different forward speeds.
Keywords: Deadrise Angle, Model Test, Planing Vessel, CFD, Hydrodynamics Parameters -
از اهداف مهم طراحی شناورهای تندرو، دست یابی به سرعت های بالاتر است که یکی از موانع این مهم مسئله ناپایداری طولی است. در این تحقیق روش جدیدی جهت رفع ناپایداری طولی شناور تندرو پله دار ارایه شده است. در این روش با استفاده از زاویه خیز کف بدنه، ناپایداری شناور رفع شده است. دو بدنه به نام های Nimala1 و Nimala2 در حوضچه کشش مورد بررسی قرار گرفتند. تفاوت اصلی این دو بدنه زاویه خیز کف آن ها می باشد که Nimala1 دارای زاویه خیز کف ثابت و Nimala2 دارای زاویه خیز کف متغیر است. برای مشخص شدن تاثیر زاویه خیز کف بر ناپایداری طولی، هر کدام از مدل ها تا سرعتی که دچار ناپایداری طولی شوند؛ مورد تست مقاومت در حوضچه کشش آزمایشگاه ملی دریایی شهدای خلیج فارس قرار گرفتند. با توجه به تجهیزات نصب شده در حین تست مدل در حوضچه کشش، امکان اندازه گیری حرکات وجود نداشت، به همین دلیل در کنار تست تجربی از تست عددی به عنوان مکمل استفاده شده است. نتایج نشان می دهدکه، تغییر زاویه خیز کف تاثیر قابل ملاحظه ای روی ناپایداری طولی دارد. بطوری که جابجا کردن مرکز فشار به سمت پاشنه، موجب تاخیر در وقوع پورپویزینگ از عدد فرود حجمی 89/5 در بدنه با زاویه خیز کف ثابت، به عدد فرود حجمی 34/8در بدنه با زاویه خیز کف متغیر گردیده است. همچنین مقاومت این بدنه در مقایسه با بدنه با زاویه خیز کف ثابت به خصوص در سرعت های بالا تغییر قابل ملاحظه ای نمی کند.
کلید واژگان: ناپایداری طولی, زاویه خیز کف متغیر, شناور پروازی, حوضچه کشش, تست مدلOne of the important goals of designing of planing boats is to achieve higher speeds, one of the major obstacles to this issue is longitudinal instability.In this research, a new method is proposed to solve the longitudinal instability of steped planing boats. In this method, using the transverse curvature or variable deadrise angle of the body, the instability of boat has been corrected. Two bodies, called Nimala1 and Nimala2, were tested in National Iranian Marine Laboratory. The main difference between the two transverse curvature bodies is that Nimala1 has a constant deadrise angle and nimala2 has a variable deadrise angle in a section. To determine the effect of the variable deadrise angle on the longitudinal instability, each of the models has been tested up to longitudinal instability. Due to the equipment installed during the test of the model in the towing tank, it was not possible to measure the movement and therefore numerical analysis is used as a complement to the exprimental test. The results show that the variation in cross-curvature has a significant effect on longitudinal instability. By shifting the center of pressure to Aft, the delay of the porpoising was changed from 5.89 volumetric Fn in the fixed deadrise angle model, to 8.34 volumetric Fn in Variable deadrise angle model. Also, the resistance of this body is not significantly different from that of a body with constant transverse curvature, especially at high speeds.
Keywords: Longitudinal instability, Variable deadrise angle, planing craft, Towing Tank, Model Test -
یکی از پدیده های نامطلوب در دستیابی شناورهای تندرو به سرعت های بالا، پدیده ناپایداری طولی می باشد. این پدیده که در واقع کوپل ناپایدار بین هیو و پیچ است موجب آسیب به شناور، تجهیزات و خدمه می گردد. به منظور ارزیابی و محاسبه دقیق سرعت وقوع این پدیده در مراحل طراحی لازم است تا تحلیل عددی یا تست مدل انجام پذیرد. لذا وجود مجموعه داده معتبر جهت اعتبارسنجی این تحلیل ها بویژه تحلیل عددی امری ضروری می باشد. در این مقاله با معیار قراردادن تریم دینامیکی به عنوان معیار وقوع پورپویزینگ در شناور تندرو، به اندازه گیری مقدار این تریم در سرعت های مختلف بر روی یک نمونه شناور کوگار بدون پله در دریا پرداخته شده است. این نتایج نشان می دهد، تریم دینامیکی با افزایش سرعت روند افزایشی داشته و پس از قرارگیری شناور در حالت پروازی، به تدریج کاهش یافته و به یک مقدار تقریبا ثابت در سرعت های بالا میل می کند.
کلید واژگان: پورپویزینگ, تست دریا, شناور تندرو, تریم دینامیکیOne of the undesirable phenomena in the achievement of planing vessels at high speeds is the phenomenon of longitudinal instability. This phenomenon, which is in fact an unstable coupling between heave and pitch, causes damage to the vessel, equipment and crew. In order to evaluate and accurately calculate the speed of occurrence of this phenomenon in the design stages, it is necessary to perform numerical analysis or model testing. Therefore, the existence of a valid data set to validate these analyzes, especially numerical analysis is essential.In this paper, by setting the dynamic trim as a criterion for the occurrence of porpoising in a planing boat, the amount of this trim at different speeds is measured on a sample of a cougar boat without steps in the sea. These results show that the dynamic trim has an increasing trend with increasing speed and after the float is in planing mode, it gradually decreases and tends to an almost constant value at high speeds.
Keywords: Porpoising, sea trial tests, planing boat, dynamic trim -
امروزه با پیشرفتهای چشمگیر در حوزه صنایع دریایی، طراحی بدنه و ملحقات اعم از پروانه، سکان و سیستم های کنترلی شناورها دستخوش تغییرات زیادی شده است. یکی از موضوعات مورد توجه در این روزها، شناورهای تندرو و افزایش سرعت پیشروی و قدرت مانور پذیری آنهاست. با پیشرفت تکنولوژی و طراحی های جدید در زمینه طراحی پروانه، امروزه پروانه هایی تحت عنوان پروانه های نیمه مغروق در شناورهای تندرو بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. به علت اینکه شناورهای تندرو سطح تماس کمی با آب دارند، این پروانه ها در راندمان های بسیار خوب باعث رانش شناور در سرعت های بالا می شوند. یک نمونه از این پروانه ها، پروانه الافسون است که به عنوان یک نمونه تحقیقاتی در دسترس محققان قرار دارد. در این تحقیق نیز از مدل پروانه الافسون، جهت بررسی در فواصل مختلف سکان از پروانه، استفاده شده است. در این تحقیق به کمک نرم افزار ANSYS-CFX پروانه و سکان در سه فاصله مختلف از هم مورد آزمایش قرار گرفته و تراست و گشتاور تولیدی پروانه در یک دور کامل محاسبه می گردد. همچنین اثر نیرو و گشتاور تولیدی توسط پروانه بر سکان مورد بررسی قرار میگیرد. هدف از انجام این تحقیق، پیش زمینه ای برای تعیین موقعیت بهینه نصب سکان در شناورهای تندرو جهت افزایش بازدهی می باشد.کلید واژگان: پروانه نیمه مغروق, سکان, دینامیک سیالات محاسباتی, ANSYS-CFXToday, with significant advances in the maritime industry, body design and appendages, including Propellers, rudders, and surface control systems, have many changes. One of the topics of interest these days is high-speed vessels, which increase their speed and maneuverability. With the advancement of technology and new designs in the field of Propellers design, today Propellers called Surface piercing Propellers (SPP) are widely used in high-speed vessels. Because high-speed vessels have low levels of contact with water, these propellers cause very high efficiency at high speeds. One example of this butterfly is the Oloffson Propellers, which is available to researchers as a research sample. In this study, the Oloffson Propellers model was used to test the Propeller at different distance from the rudder. In this research, by using of ANSYS-CFX software, the interaction between Propeller and rudder at three different distances from each other were tested, and the thrust and torque produced by the Propeller are calculated in a complete cycle. Also, the effect of force and torque produced by the Propeller on the rudder is examined. The aim of this study is to provide a background for rudder installation optimum position on planing boats.Keywords: Surface piercing Propeller (SPP), rudder, Computational Fluid Dynamics (CFD), ANSYS-CFX
-
انسان همیشه به دنبال روش هایی است که کارهای روزمره خود را با سرعت بالاتری انجام دهد. همچنین توانایی جابجا کردن اشخاص و اجسام در کوتاه ترین زمان ممکن، همواره یکی از دغدغه های اصلی انسان بوده است. صنایع دریایی نیز از این نیاز مستثنا نبوده و نیست. استفاده از شناور پروازی به منظور افزایش سرعت جابجایی و همچنین چابکی ، موردتوجه زیادی قرارگرفته که صنایع نظامی نیز از آن مستثنا نبوده اند. طراحی و ساخت این شناورها مستلزم شناخت دینامیک و کنترل ناپایداری آن ها است.یکی از مهم ترین ناپایداری ها در شناور پروازی ، پورپویزینگ است که تحت تاثیر عوامل مختلفی به وقوع می پیوندد. در این مقاله به بررسی اثر ضریب منظری بر پایداری شناور پروازی، با مطالعه بر روی شناورهای منشوری پرداخته خواهد شد. در ابتدا با استفاده از نتایج تحلیل عددی بر روی سه مدل با ضریب منظری مختلف، پارامترهای بی بعد انتخاب شده و سپس اثر ضریب منظری بر وقوع پورپویزینگ با استفاده از رابطه رگراسیونی آقای سویتسکی بررسی شده استکلید واژگان: شناور پروازی, مدل منشوری, پورپویزینگ, ضریب منظریMan is always looking for ways to do his daily work at a higher speed. The ability to move individuals and objects in the shortest possible time has always been one of the main concerns of humans. The marine industry is not an exception to this requirement. The use of planing boats to increase displacement speed as well as agility has received a lot of attention from industries that have not been excluded. The design and construction of these vessels requires dynamic understanding and control of their instability. One of the most important instabilities in planing boats is porpoising under the influence of various factors. In this paper, we investigate the effect of aspect ratio on the stability of planing boats by studying prismatic body. First, the numerical parameters were selected using numerical analysis results on three models with different ratio and then the effect of the aspect ratio on the occurrence of porpoising was investigated using Mr. Suitsky's regression equation.Keywords: Planing craft, prismatic model, Porpoising, aspect ratio
-
مکانیزمهای کنترل تریم و حرکات شناورهای تندرو، نظیر تریم تب، فلپ و اینترسپتور، با توجه به شرایط عملکرد آنها اثرات موثر و قابلتوجهی بر روی مقاومت و رفتار دینامیکی شناورهای تندرو دارند. در این مقاله، بهمنظور مطالعه و بررسی میزان اثربخشی و اثرات اینترسپتور بر روی مقاومت و تریم دینامیکی شناورهای تندرو، پس از مطالعه و بررسی مفهوم عملکرد اینترسپتور در کاهش مقاومت، در شرایط عبور از منطقهی اسکی، با استفاده از روش تجربی تست مدل برای یک شناور تندروی 13 متری در آزمایشگاه ملی خلیجفارس دانشگاه امام حسین(علیهالسلام)، اثرات اینترسپتور در پاشنهی شناور در سرعتهای مختلف بررسی شدهاند. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که اثرات کاهش مقاومت توسط اینترسپتور در محدودهی عدد فرود مربوط به اسکی شناور قابلتوجه است. استفاده از اینترسپتور در اعداد فرود بالا باعث کاهش تریم و افزایش مقاومت میشود. در این تحقیق، تمرکز ما بر روی بررسی تجربی نحوهی کاهش مقاومت شناورهای تندرو در اثر افزودن اینترسپتور به بدنههای پلنینگ میباشد. در این آزمایش، یک بدنهی پلنینگ از روی شناور 13 متری استاندارد کوگار ساخته شده است که دو عدد تیغهی اینترسپتور در قسمت ترانزوم آن نصب شده و در ارتفاعهای مختلف مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. همچنین، این ایده منجر به کاهش قلهی مقاومتی در نمودار سرعت- مقاومت شناورهای تندرو میشود که یکی از معضلات این شناورها است.
کلید واژگان: اینترسپتور, رفتار هیدرو دینامیکی, مقاومت, شناور تندروTrim control mechanisms and movements of high-speed crafts such as trim tab, flap and interceptor have effectiveness function on resistance and dynamic behavior on these crafts. Effectiveness of interceptor is investigated in stern of high-speed crafts at various speed of vessel by use of experimental method on the 13 m planning high-speed crafts in Persian Gulf laboratory of Imam Hussein University. The results show that resistance reduction by use of interceptor has remarkable effects over the range of Froude numbers. Use of interceptor at high Froude numbers causes reduction of trim and increases resistance. We use a model of 13 m Cougar boat that two interceptor is installed in transom. Thus causes reduction peak of resistance in velocityresistance curve of high-speed crafts.
Keywords: Interceptor, Resistance, High- speed craft, Dynamic behavior, Model test -
Measurement of resistance force acting on the underwater vehicles has some methods such as numerical method. Because of economical and equipmental reasons the numerical methods has more users than other methods. When this methods has insurance that the result has been validated by experimental results. In this paper, resistance force of spheral body in STAR CCM software has calculated and compare with experimental results that measured by towing tank tests. According to the sphere size and test speed, the flow is in laminar regime, so The result of the CFD Analysis ant towing tank test has validated in this regime.Keywords: resistance test, sphere, Star CCM
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.