به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « دینامیک سیالات محاسباتی » در نشریات گروه « مهندسی دریا »

تکرار جستجوی کلیدواژه «دینامیک سیالات محاسباتی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • سعید باعصمت*، سعید کرمی، امیرمحمد یارمحمدی، امیرحسین یزدفاضلی

    امروزه اهمیت کاهش نیروی پسا در وسایل رونده زیرسطحی به علت کاربرد آنها در صنایع نظامی، تحقیقاتی و تفریحی بیش از پیش افزایش یافته است. در پژوهش پیشرو تاثیر روش های مختلف کاهش نیروی پسای اصطکاکی از جمله روش اتصال ریبلت به بدنه، پوشش دهی بدنه، تزریق هوا و حرارت دهی به بدنه روی یک رونده زیرسطحی بررسی شده است. معتبرسازی نتایج تحلیل عددی حاضر به وسیله دو حلگر استار سی سی ام و انسیس فلوئنت با داده های تجربی انجام گرفت. از مدل توربولانسی ترکیبی انتقال تنش برشی برای مدلسازی جریان آشفته استفاده شد. نتایج مطالعه نشان داد روش های فوق الذکر در بهترین حالت به ترتیب موجب کاهش نیروی پسا به میزان %5.5، %19.9، %51.9 و %6.2 شدند. تمامی روش ها باعث کاهش ضریب پسای اصطکاکی گردیدند. همچنین روش های پوشش دهی و حرارت دهی موجب کاهش اندک ضریب پسای فشاری شدند در حالی که در روش های اتصال ریبلت به بدنه و تزریق هوا به جریان اطراف، این ضریب افزایش یافت.

    کلید واژگان: زیرسطحی, پسا, دینامیک سیالات محاسباتی, استار سی سی ام, انسیس فلوئنت}
    Saeed Baesmat *, Saeed Karami, AmirMohammad Yarmohammadi, Amirhosein Yazdfazeli

    Today, the importance of reducing the drag force in subsurface vehicles has increased even more due to their use in the military, research and entertainment industries. In the leading research, the effect of various methods of reducing the friction drag, including the method of connecting the riblet to the body, covering the body, injecting air and heating the body, has been investigated on a subsurface vehicle. Validation of the results of the present numerical analysis was done by two solvers, Star CCM and Ansys Fluent, with experimental data. The combined shear stress transfer turbulence model was used to model the turbulent flow. The results of the study showed that the aforementioned methods in the best case reduced the drag force by 5.5%, 19.9%, 51.9% and 6.2%, respectively. All methods reduced the coefficient of friction drag. Also, the methods of coating and heating caused a slight decrease in the back pressure coefficient, while in the methods of connecting the riblet to the body and injecting air into the surrounding flow, this coefficient increased.

    Keywords: Underwater, Drag, CFD, Star CCM, Ansys Fluent}
  • علیرضا پارسائی، حسن فروزانی*، علیرضا بینش

    در این مطالعه مقاومت کل و تاثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار هیدرودینامیکی یک شناور بدون سرنشین دو بدنه ای به روش عددی (دینامیک سیالات محاسباتی) با استفاده از نرم افزار استار-سی سی ام+ و روش تجربی (تست حوضچه کشش) در حوضچه کشش کوثر مورد بررسی قرار گرفته است. تست شناور در دو تناژ و چهار سرعت مختلف انجام شده است. مقایسه نتایج حاصل از هر دو روش بیانگر تطابق مطلوب بین نتایج تحلیل تجربی و عددی می باشد و در نهایت مشخص شد که افزایش وزن شناور تا مقدار بیشینه ی خود در سرعت عملیاتی، تنها افزایش %17 مقاومت کل را به همراه خواهد داشت. همچنین در انجام آزمایش ها مشخص شد که علیرغم طراحی شناور برای سرعت های عملیاتی پایین، امکان دستیابی به سرعت های سرشی و یا بالاتر نیز وجود دارد، اما بدلیل عدم تولید نیروی برآی هیدرودینامیکی مناسب در سرعت های بالا، مقاومت هیدرودینامیکی به شدت افزایش خواهد یافت. افزایش وزن مدل به میزان 4 کیلوگرم باعث افزایش زاویه پیچ تا %9، بیشینه فشار وارد بر بدنه تا %12 و دامنه ی موج نزدیک بدنه تا %9 خواهد شد.

    کلید واژگان: شناور چند بدنه ای بدون سرنشین, حوضچه کشش, دینامیک سیالات محاسباتی, مقاومت هیدرودینامیکی, استار-سی سی ام+}
    Alireza Parsaei, Hassan Forouzani*, Alireza Binesh

    In this study, the total resistance and effects of different parameters on the hydrodynamic behavior of a twin-hull unmanned surface vessel have been investigated using the numerical method (CFD) using STAR-CCM+ and the experimental method (towing tank test) in Kowsar towing tank (KTT). Hull has been tested in two tonnages and at four different speeds. The comparison of the results of both methods shows an eligible match between the results of experimental and numerical analysis. Finally, it was found that vessel weight increasing to its maximum value at the operating speed will only increase the total resistance by 17%. Also, during the experiments, it was found that despite the vessel's design for low operating speeds, it is possible to achieve planning speeds or higher. Still, due to a lack of hydrodynamic lift generation at high speeds, hydrodynamic resistance will increase significantly. An increase of 4 kg in hull mass will increase the pitch angle up to 9%, the maximum pressure on the body up to 12%, and the wave height near the body up to 9%.

    Keywords: Unmanned multi-hull surface vessel (USV), Towing tank, Computational fluid dynamics, Hydrodynamic Resistance, STAR-CCM+}
  • محمد صادقی*
    یکی از مهم ترین دغدغه های اصلی طراحی شناور ها به خصوص شناور های تندرو، بحث کنترل حرکات آنها در دریاست. چندین روش کاربردی اعم از استفاده از فین، تریم تب ، تی فویل و روش های مختلف دیگر تا کنون مورد بررسی قرار گرفته اند.آنچه در این تحقیق به صورت مشخص مورد بررسی قرار گرفته است بررسی تاثیر تی فویل بر کاهش حرکات هیو و پیچ شناور دو بدنه، در امواج منظم با طول موجهای مختلف و زوایای برخورد متفاوت است. برای تحلیل، از روش مدلسازی عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده و از نرم افزار STAR CC+ برای کلیه آزمایشها استفاده شده است. در این تحقیق، در حالت بدون تی فویل و جهت کالیبره کردن تنظیمات نرم افزار، مطالعه جامعی برروی تاثیر تعداد شبکه ها وفاصله زمانی حل مسیله انجام شده و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی برای حالت بدون تی فویل، مقایسه شده که دارای همگرایی بسیار خوبی است. سپس با مطالعه بررسی تی فویل بر کاهش حرکات هیو و پیچ شناور دو بدنه، این نتیجه به دست آمد که تی فویل در زوایای برخورد نزدیک به 180 درجه، تاثیر بسیار مطلوب تری بر کاهش حرکات هیو و پیچ دارد. علت آن هم ، زاویه برخوردی موج به سطح فویل است که ایجاد نیروی لیفت در جلوی شناور، مبنای کاهش حرکت پیچ و ایجاد ممان ضد غلطش طولی است.
    کلید واژگان: حرکت پیچ, حرکت هیو, تی فویل, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Mohamad Sadeghi *
    One of the main concerns of the design of vessels, especially the high-speed vessels, is the control of their motions at sea. Several practical methods, including the use of fin, trim tab, T-foil, and various other modalities have been studied so far. What has been specifically investigated in this study is the study of the effect of T-foil on the reduction of Heave and Pitch motions in regular waves with different wavelengths and angles of impact. For the analysis, the numerical modeling method was used with the computational fluid dynamics method and the STAR CC + software was used for all experiments. In this study, in the no-foil mode and in order to calibrate the software setup, a comprehensive study was performed on the effect of the number of meshes and the time-step for solving the problem and the numerical results were compared with the experimental results for the no-foil mode, which has very good convergence. Then, by studying the T-foil on the reduction of the Heave and Pitch motions of the catamaran , it was concluded that the T-foil had a much more favorable effect on the reduction of the Heave and Pitch motions at angles of impact near 180 °. This is due to the angle of impact of the foil to the surface of the foil, which creates a lifting force in front of the vessel , which is the basis for the reduction of Pitch motion and the creation of longitudinal anti-Pitch moment.
    Keywords: Pitch motion, Heave Motion, T-Foil, Computational Fluid Dynamics (CFD)}
  • مهدی حاجی رجبی، سید مهدی امینی زنوز، محمدحسن کامیاب*

    گسترش روزافزون تفریحات دریایی با استفاده از وسایل و تجهیزات تفریحی آبی یکی از زمینه های مهم مورد توجه صنعت دریایی می باشد. بهینه سازی و ارتقا سیستم رانش مناسب برای این نوع دستگاه های دریایی از مهم ترین فاکتورهای بروزرسانی و نوآوری به شمار می رود که منجر به تقویت اقتصاد دریا و خدمات مهندسی مربوطه می گردد. تخته موج سواری موتوری یا به اصطلاح جت سرف یکی از این وسایل می باشد. واترجت مهم ترین قسمت سیستم پیشرانش جت سرف می باشد. در مورد طراحی و تحلیل سیستم واتر جت تحقیقات محدودی انجام گرفته است. در این پژوهش به مدل سازی و طراحی بهینه روتور و استاتور سیستم واترجت مربوط به پیشرانش تخته موج سواری موتوری پرداخته می شود. با توجه به محدودیت های انتخاب موتور، سرعت دورانی و شرایط طراحی موتور، روتور و استاتور مناسب سیستم واترجت انتخاب شد. همچنین شکل و ابعاد مناسب کانال ورودی سیستم در دور 4000 مدل سازی شد. مدل مربوطه مورد تست قرار گرفت و نتایج بهینه سازی منجر به ماکزیمم راندمان عملکردی جت سرف برای طراحی انتخاب گردید. نتایج و تحلیل آن ها نشان می دهد که در روتور 8 پره و استاتور 10 پره در 3500 دور بر دقیقه مقدار نیروی تراست بیشتری تولید می شود ولی در روتور 6 پره و استاتور 8 پره به گشتاور کمتری نیاز است. همچنین با استفاده از نمودار تراست به دست آمده برای سیستم مشخص گردید که نسبت ضریب تراست بر دور روتور برای این واترجت طراحی شده حدودا 15می باشد و بازدهی کل سیستم 54 درصد به دست آمد.

    کلید واژگان: جتسرف, واترجت, تفریحات دریایی, نوآوری, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Mehdi Haji Rajabi, Seyed Mahdi amini, MohammadHassan Kamyab

    The ever-increasing expansion of marine recreation using water recreational equipment is one of the important fields of attention in the marine industry. Optimizing and upgrading the appropriate propulsion system for this type of marine device is one of the most important factors of updating and innovation, which leads to the strengthening of the marine economy and related engineering services. Motorized surfboard or so-called jet surf is one of these devices. The water jet is the most important part of the jet surf propulsion system. Limited research has been done on the design and analysis of the water jet system. In this research, the modeling and optimal design of the rotor and stator of the waterjet system related to the propulsion of the motorized surfboard are discussed. According to the limitations of engine selection, rotational speed, and engine design conditions, the appropriate rotor and stator were selected for the waterjet system. Also, the appropriate shape and dimensions of the system inlet channel were modeled in 4000 rounds. The relevant model was tested and the optimization results led to the maximum functional efficiency of Jet Surf being selected for the design. Their results and analysis show that in the 8-blade rotor and 10-blade stator, more thrust force is produced at 3500 rpm, but less torque is needed in the 6-blade rotor and 8-blade stator. Also, by using the trust diagram obtained for the system, it was determined that the ratio of the trust factor to the rotor revolution for this designed waterjet is about 15 and the efficiency of the whole system was 54%.

    Keywords: Jetsurf, Waterjet, Marine Recreation, Innovation, Computational fluid dynamics}
  • حمیدرضا محمودی*، محمدسعید سیف

    قابلیت مانور یک جنبه مهم در طراحی شناورها است. با توسعه و بهره برداری از منابع اقیانوس ها حمل و نقل دریایی در حال افزایش است. قابلیت توقف تاثیر زیادی روی ایمنی مانور کشتی برای کشتی های بزرگ دارد. بنابراین، مطالعه رفتار کشتی در حین مانور توقف برای اطمینان از ایمنی ناوبری ضروری است. در این مطالعه، مانور توقف به صورت مستقیم و با تداخل بین بدنه و پروانه کشتی، معادلات متوسط زمانی ناویر استوکس و نرم افزار تجاری Star-CCM+ مورد بررسی قرار گرفته است. شناور شناخته شده KVLCC2 به منظور مطالعه بر روی پارامترهای مانور توقف انتخاب شده است. برای رسیدن کشتی به سرعت طراحی تست خودرانش با استفاده از یک کنترلر انتگرالی انجام شده است. تایید و اعتبارسنجی نتایج مطابق با توصیه های ITTC مورد مطالعه قرار گرفته است. از مقایسه نتایج به دست آمده در تست خودرانش و همچنین مانور توقف با برخی از داده های آزمایشگاهی موجود دقت قابل قبولی به دست آمد و جزییات پارامترهای جریان، شامل توزیع فشار و الگوی ویک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    کلید واژگان: مانور توقف, خودرانش, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Hamidreza Mahmoodi*, MohammadSaeid Seif

    Maneuverability is an important aspect of marine vehicle design. With the development and utilization of ocean resources, maritime transportation is becoming increasingly busy. Stopping ability has great effect on the safety of ship maneuvering for those large ships. Therefore, it is necessary to study the behavior of the ship during the stopping maneuver to ensure the safety of navigation. In this study, the stopping maneuver has been investigated directly and with interaction between the ship's hull and propeller, Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and Star-CCM+ commercial software. well-known vessel KVLCC2 have been selected to study the parameters of the stopping maneuver. In order to reach the design speed of the ship, the self-propulsion test has been carried out using a PI integral controller. Verification and validation of the results have been studied according to ITTC recommendations. By comparing the results obtained in the self-propulsion test as well as the stopping maneuver with some available experimental data, a good accuracy was obtained and the details of the flow parameters, including pressure distribution and wake pattern, were analyzed

    Keywords: Stopping maneuver, Self, propulsion, CFD}
  • سلمان ایزدی، احمدرضا کهنسال*

    این مطالعه به مدل سازی عددی ورود به آب متقارن مقاطع تونل دار می پردازد. در این مطالعه، ابتدا مسیله ورود به آب مقطع گوه ای بدون تونل در چهار زاویه خیز کف متفاوت به صورت عددی مدل سازی شده است. نتایج به دست آمده مربوط به توزیع فشار بر روی این مقاطع و ماکزیمم فشار، با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. در گام بعد، به شبیه سازی عددی مسیله ورود به آب مقطع تونل دار پرداخته شده است. بدین منظور، با اضافه کردن تونل به مقطع گوه ای ساده، مقطع تونل دار ایجاد شد. درنهایت اثرات تغییر زاویه خیز کف در مقاطع تونل دار و همچنین تغییر شعاع مقطع تونل مدل سازی شده است. در این مطالعه، از معادلات ناویر-استوکس لزج (N-S) برای شبیه سازی جریان آب در اطراف مدل و همچنین از روش حجم سیال (VOF)  برای مدل سازی سطح آزاد استفاده شده است. نتایج تغییرات فشار و ماکزیمم فشار در سه ناحیه مختلف مقطع تونل دار به دست آمده است. این سه ناحیه شامل قسمت قبل از تونل، در ناحیه تونل و ناحیه بعد از تونل است. نتایج حاصل از این پژوهش، نشان دهنده وقوع تغییرات فشاری شدیدی در ناحیه تونل است. همچنین با افزایش شعاع تونل، مشاهده شد که مقدار فشار روی مقطع نیز افزوده می شود. از نتایج این مطالعه می توان در تحلیل هیدرودینامیکی شناورهای تونل دار استفاده کرد.

    کلید واژگان: تئوری دو و نیم بعدی, دینامیک سیالات محاسباتی, شناورهای تندرو, ورود به آب, مقطع تونل دار}
    Salman Izadi, Ahmadreza Kohansal*

    This study deals with the numerical modeling of symmetrical water entry of tunneled sections. In this study, firstly, the water entry problem of a wedge section without tunnel in four different deadrise angles was numerically modeled. The obtained results related to the pressure distribution on these sections and the maximum pressure have been compared with the experiment results. In the next step, the numerical simulation of the water entry problem with the tunnel section has been done. For this purpose, a tunneled section was created by adding a tunnel to a simple wedge section. Finally, the effects of changing the deadrise angle and also changing the radius of the tunnel section have been modeled. In this study, the viscous Navier-Stokes (N-S) equations are used to simulate water flow around the section and also a Volume of Fluid (VOF)-type method, is employed to capture the free surface. The results of pressure changes and maximum pressure in three different areas of the tunnel section have been obtained. These three areas include the area before the tunnel, in the tunnel area and the area after the tunnel. The results of this research indicate the occurrence of severe pressure changes in the tunnel area. Also, with the increase of the radius of the tunnel, it was observed that the amount of pressure on the section also increases. The results of this study can be used in the hydrodynamic analysis of tunneled vessels.

    Keywords: Tunnel section, 2D+T theory, Computational fluid dynamics, High speed craft, Water entry}
  • حمیدرضا محمودی*، محمدسعید سیف

    پیش بینی مسیر کشتی در طی حرکت مانور بسیار مهم است. در این مطالعه، مانور شتابگیری برای یک کشتی دو پروانه با استفاده از محیط دینامیک سیالات محاسباتی و حلگر ناپایدار متوسط زمانی ناویر استوکس به صورت مستقیم بررسی شده است. برای این هدف شبیه سازی های خودرانش و شتابگیری با تداخل بین بدنه و پروانه برای شناور شناخته شده ONRT مورد بررسی قرار گرفت. تمام شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار Star-CCM+  در دو عدد فرود یعنی (0.2 و 0.3) انجام شد. حرکت چرخشی پروانه با استفاده از تکنیک مش لغزشی شبیه سازی شد. علاوه بر این، تایید و اعتبارسنجی عددی بر اساس توصیه های پیشنهادی ITTC انجام می شود. اعتبارسنجی نتایج تست خودرانش با داده های آزمایشگاهی موجود، تطابق بسیار خوبی را بین آن ها نشان می دهد. همچنین، تغییرات الگوی موج، میدان جریان ویک در طی مانور شتابگیری مورد بررسی قرار گرفت.

    کلید واژگان: مانور شتابگیری, خودرانش, دینامیک سیالات محاسباتی, پروانه}
    Hamidreza Mahmoodi*, MohammadSaeed Seif

    Prediction of a ship’s trajectory during a maneuvering motion is so important. In this study, the acceleration maneuver for a twin-screw vessel is directly investigated using computational fluid dynamic (CFD) environment and unsteady RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) solver. For this purpose, the self-propulsion and acceleration simulations with hull and propeller interaction for the well-known ONRT vessel were investigated. All simulations were performed by using Star-CCM+ software at two Froude numbers i.e. (0.2 and 0.3). The propeller rotational motion has been simulated using sliding mesh technique. Besides, numerical verification and validation are performed based on the procedures proposed by the ITTC. The validation of the self-propulsion results with the available experimental data shows a very good agreement among them. Also, changes in wave pattern, wake flow field during the acceleration maneuver were investigated.

    Keywords: Acceleration Maneuver, Self-Propulsion, CFD, Propeller}
  • نعمت الله منصوری، امین نجفی، محمدرضا نگهداری*

    استفاده از پله در کف شناور، از عوامل موثر در کاهش مقاومت و افزایش پایداری در شناورهای تندرو سرشی می باشد. وجود پله در کف این نوع شناورها باعث ایجاد یک جدایش در جریان می شود و همین موضوع باعث کاهش سطح خیس بر روی شناور و در نتیجه کاهش نیروی پسا بر روی بدنه و همچنین کاهش تریم دینامیکی می گردد. در این مطالعه با ایجاد تغییرات در سه پارامتر ورودی یک فضای طراحی ایجاد گردید. پارامتر های ورودی شامل سرعت خطی شناور، فاصله پله از پاشنه شناور و تغییر ارتفاع پله در عرض شناور می باشد. مطالعات حاضر با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی همراه شده با روش سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار STAR CCM صورت پذیرفت. همچنین از روش طراحی آزمایش ها و روش باکس بنکن برای انتخاب نمونه ها و از مدل کریگینگ برای فرآیند سطح پاسخ استفاده گردید. همچنین از الگوریتم ژنتیک و روش غربالگری برای پیدا کردن نقاط بهینه استفاده شد. پارامترهای خروجی مورد بررسی شامل نیروی پسا و برا وارد بر بدنه شناور و تریم کلی شناور می باشد. نتایج آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای ورودی نشان می دهد که سرعت شناور تاثیرگذارترین پارامتر بر روی مقادیر پارامترهای خروجی است.

    کلید واژگان: شناور سرشی, هیدرودینامیک, پله عرضی, نیروی پسا, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Nematollah Mansouri, Amin Najafi, Mohamadreza Negahdari*

    The use of step at the bottom of the hull is one of the effective factors in reducing the resistance and increasing the stability of the Planning hull. The presence of step at the bottom of this type of hulls creates a separation in the flow, which reduces the wet surface on the hull, thus reducing the drag on the body, as well as reducing the dynamic trim. In this study, a design space was created by making changes to the three input parameters. Input parameters include the linear speed of the hull, the distance from the step from the transom and the change in the step height across the hull. The present study was carried out using the Computational Fluid Dynamics (CFD) coupled with Response Surface Method (RSM). The Computational Fluid Dynamics simulation was done by StarCCM+ software. The design of experiments and the Box–Behnken design method were used to select samples and the Kriging model for the Response Surface Method was used. Genetic Algorithm and screening method were also used to find optimal points. Output parameters include Drag and Lift force on the hull, the total hull trim. The results of the sensitivity analysis on the input parameters show that the hulling speed is the most influential parameter on the value of the output parameter.

    Keywords: Planning hull, hydrodynamic, Drag force, Step, computational fluid dynamics}
  • حسن قاسمی، محمدمهدی نادری*، جبار فیروزی

    در مقاله حاضر به بررسی جریان آشفته در پروانه مدل 4381 تحت جریان ویک سینوسی پرداخته شده است. تحلیل عددی جریان با روش حجم محدود بوده، که در آن ابتدا شبیه سازی های عددی جریان سیال در اطراف پروانه بررسی و منحنی های مشخصه عملکرد هیدرودینامیکی پروانه در شرایط آب آزاد برای ضرایب پیشروی مختلف رسم شده است که درصد خطا، حداکثر و حداقل به ترتیب برای ضریب تراست 2 درصد و 4/1درصد و برای ضریب گشتاور پروانه 1/7درصد و 7/4 درصد می باشد. در نتایج بدست آمده برای جریان ویک سینوسی میزان تغییرات ضریب تراست در ضرایب پیشروی 6/0 و 8/0 به ترتیب 04/2درصد و 75/3درصد و نیز میزان تغییرات ضریب گشتاور برای ضرایب پیشروی 6/0 و 8/0 به ترتیب 15/7 درصد و 79/1 درصد می باشد. نتایج نشان می دهند که جریان ویک سینوسی سبب افزایش طول و عرض گردابه تولید شده در قسمت هاب شده و همچنین کاهش میزان سرعت و فشار در ناحیه دورتر از دیسک پروانه نسبت به حالت جریان آب آزاد را سبب می شود که این خود می تواند برروی کاهش نیروی تراست تولیدی توسط پروانه موثر باشد.

    کلید واژگان: جریان آشفته, دینامیک سیالات محاسباتی, آب آزاد, ضریب پیشروی, ویک سینوسی}
    Hassan Ghassemi, MohammadMahdi Naderi *, Jabbar Firuzi

    In the present paper, the turbulent flow around the propeller model 4381 under the sinusoidal flow wake is investigated. Numerical analysis is performed by finite volume method, which first performs numerical simulations of fluid flow around the propeller, and characteristic curves of the hydrodynamic performance of the propeller under open water conditions for different progress coefficients. For the extracted data, validation was performed with experimental values, the maximum and minimum error percentages being 2% and 1.4% for the thrust coefficient and for the propeller torque coefficient of 7.1% and 4.7%, respectively. In the results obtained for sinusoidal flow wake, the rate of change of the thrust coefficient in the progress coefficients of 0.6 and 0.8, respectively, 2.04% and 3.75% and also the rate of change of the torque coefficient for the progress coefficients of 0.6 and 0.8, respectively 15 It is 7.7% and 1.79%. The results show that the sinusoidal flow wake increases the length and width of the vortex produced in the hub and also reduces the velocity and pressure in the area farther from the propeller disc than the free water flow mode, which in turn It can be effective in reducing the thrust force produced by the propeller.

    Keywords: Turbulent flow, Computational fluid dynamics, open water, Progress coefficient, sinusoidal flow wake}
  • مجید نوروزی کشتان، مهدی راغبی*، مجید ملک جعفریان

    یکی از دیدگاه های مهم در طراحی یک سازه شناور، ارتعاشات سازه و تاثیر آن بر آرامش خدمه و عمر تجهیزات است. مهم ترین عامل در ارتباط با آرامش خدمه در یک شناور، دامنه ارتعاشات آزاد و اجباری تحت عوامل مختلف داخلی و خارجی در سازه شناور است. یکی از مهم ترین عوامل تحریک ارتعاشات در بدنه شناور، پروانه شناور است. ارتعاشات زیاد و همچنین قرارگیری سازه در محدوده فرکانس تحریک پروانه باعث خستگی، فرسودگی قطعات و همچنین پدیده تشدید می شود. پدید تشدید و ارتعاشات اجزا از چالش های طراحی سازه است؛ بنابراین در این مقاله ارتعاشات ناشی از تحریک پروانه پنج پره KP505  با استفاده از تحلیل عددی بر روی شناور کانتینربر (KCS) بررسی شده است. ابتدا به بررسی ارتعاشات آزاد بدنه شناور در حالت خیس پرداخته شده است. سپس جهت بررسی ارتعاشات اجباری ناشی از تحریک پروانه، توزیع فشار روی بدنه در حالت خودرانش از حل عددی جریان سیال به وسیله دینامیک سیالات محاسباتی به دست آمد. برای صحت سنجی نتایج، فرکانس های طبیعی به دست آمده در ارتعاشات آزاد با فرمول های تجربی مقایسه شده است. با مقایسه مقادیر فرکانس اول، دوم و سوم خمشی با مقادیر تجربی، خطای تحلیل به ترتیب 5.5، 26 و 26.6 بدست آمد که نشان از دقت و درستی تحلیل ها دارد. از مقایسه نتایج حاصل از ارتعاشات اجباری با محدوده مجاز استاندارد، نشان داده شد که ارتعاشات در محدوده مجاز قرار گرفته است. همچنین سازه در محدود فرکانس تحریک پروانه قرار نگرفته است. در نتیجه پدیده تشدید به وجود نیامده است.

    کلید واژگان: ارتعاشات بدنه کشتی, ارتعاشات اجباری, دینامیک سیالات محاسباتی, آنالیز مودال}
    Majid Norouzi Keshtan, Mehdi Raghebi*, Majid Malek Jafarian

    One of the most important issues in the design of a vessel structure is the vibrations of the structure and its effect on the comfort of the crew and the life of the equipment. The most important factor about the comfort of the crew in a vessel is the range of free and forced vibrations under various internal and external factors in the structure of the vessel. One of the serious factors in stimulation of vibrations in the hull vessel is the propeller. Excessive vibrations as well as the being the structure in the frequency range of propeller excitation, cause fatigue, components exhaustion, and also the resonance phenomenon. Resonance and vibration of the components are the structural design challenges, so in this paper, vibrations caused by a five-bladed propeller KP505 excitation were investigated using numerical simulation on a container vessel (KCS). First, the free vibrations of the hull vessel in wet mode were investigated. Then, to investigate the forced vibrations caused by the propeller excitation, the pressure distribution on the hull in self-propulsion mode was obtained from the numerical solution of the fluid flow by computational fluid dynamics. To validate the results, the natural frequencies obtained in free vibrations were compared with empirical formulas. Comparing the values of the first, second and, third bending frequencies with the empirical values, showed that the analysis error was 5.5, 26, and 26.6, respectively, which explain the accuracy of the analysis. Comparing the results of forced vibrations with the standard allowable range, it was shown that the vibrations are within the allowable range. Also, the structure has not being within the range of the excitation frequency of the propeller. As a result, the resonance phenomenon has not occurred.

    Keywords: Ship hull vibrations, forced vibrations, computational fluid dynamics, modal analysis}
  • علی اصغر مقدس آهنگری*، محمد صادقی

    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 هیدرودینامیکی}
    Aliasghar Moghaddas Ahangari *, Mohamad Sadeghi

    In 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}
  • حسن قاسمی*، علی اکبر قدیمی
    هیدروفویل ها بعنوان ابزار کاربردی در عملکرد هیدرودینامیکی تجهیزات و سازه های دریایی در نظر گرفته شده و سالیان دراز است که مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از کاربردهایی که می توان به عنوان یک راهکار جدید در بحث کاهش مقاومت شناورها مطرح شود قرار دادن هیدروفویل روی بدنه آنهاست که وجود آن باعث ایجاد یک نیروی لیفت هیدرودینامیکی مخصوصا در سرعت های بالا شده و مقاومت فشاری و اصطکاکی شناور را کاهش می دهد. در این مقاله، عملکرد هیدرودینامیکی دو مدل هیدروفویل NACA0012 و NACA6612 به ترتیب به عنوان متقارن و نامتقارن مورد ارزیابی قرار می گیرد. هدف از این بررسی، قرار دادن هیدروفویل در بدنه میانی یک شناور تریماران است که بدلیل وجود بدنه جانبی در این نوع شناورها می توان در بدنه آنها از هیدروفویل و بدون ایجاد مشکل پهلوگیری در اسکله، بهره برد. محاسبات در نظر گرفته شده بوسیله نرم افزار عددی Ansys-CFX انجام می گیرد و دقت آن با معتبرسازی چند نمونه آزمایش شده بررسی می گردد. معادلات حل جریان سیال به صورت RANSE می باشد و جریان با فرض اغتشاش به روش k-ε در نظر گرفته شده است. مقادیر نیروهای لیفت و درگ هیدروفویل ها بصورت بی بعد در زوایای حمله و سرعت های مختلف محاسبه و مقایسه گردیده و اثر پدیده ها و شرایط درگیر هر مسئله بر روی نمودارها آنالیز شده است. محاسبات با بررسی استقلال مش و مقایسه آزمایشگاهی معتبرسازی شده است. نتایج نشان می دهند تفاوت قابل توجه ای در مقادیر بدست آمده ضرایب لیفت و درگ در شرایط مختلف مانند زاویه و سرعت وجود دارد و تغییرات شکل توزیع فشار و اثر ورتکس، عملکرد هیدرودینامیکی هیدروفویل را متفاوت می کند. بر اساس همین نتایج، مشاهده گردید که هیدروفویل نامتقارن NACA6612 دارای نسبت لیفت به درگ بیشتری نسبت به هیدروفویل متقارن NACA0012 میباشد.
    کلید واژگان: عملکرد هیدرودینامیکی, هیدروفویل متقارن, هیدروفویل نامتقارن, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Hassan Ghassemi *, Aliakbar Ghadimi
    Hydrofoils are applicational tools in hydrodynamic performance of marine equipment and structures which have attracted the attention of many researchers over the years. One of their application which is considered a new approach toward resistance reduction of the vessel, is their installatio on their hull. This will lead to the generation of hydrodynamic lift, especially at high speed which lead to reduction of frictional as well as resistive pressure. In this paper, hydrodynamic performance of symmetric and non-symmetric hydrofoils. The aim of the current study is to assess their performance for placing them as a mid-hull in trimaran vessel. Numerical computation is performed by Ansys-CFX software and the accuracy of the solution is assessed by available experimental data. RANS equations are solved and flow is analayzed as turbulent via the k-ε scheme. The obtained results indicate that hydrodynamic lift and drage of the foils at various velocities and angles of attack are quite different. Based on these results, it is concluded that non-symmetric foil possesses larger lift to drag ratio than symmetric foil.
    Keywords: Hyddrodynami performance, Symmetric hydrofoil, Non-symmetric hydrofoil, Computational fluid dynamics}
  • سعید کرمی*، روح الله هادی پور گودرزی، قادر میرزایی

    عملکرد آکوستیک پروانه های کشتی یک موضوع مهم در طراحی کشتی است. نویز تولیدشده به وسیله پروانه کشتی یکی از منابع مهم نویز در زمان حرکت شناور است که محدوده فرکانسی و سطح بالاتری نسبت به سایر منابع نویز دارد. در این پژوهش، میدان سیال حول پروانه دی تی ام بی 4119 به وسیله روش حجم محدود شبیه سازی شد و سپس به روش انتگرالی فاکس ویلیامز، سطح فشار صوتی آن محاسبه و با نتایج تجربی، معتبرسازی شد. در ادامه، یک پروانه استاندارد سری B برای دو ضریب پیشروی شبیه-سازی و خصوصیات هیدرودینامیکی آن بوسیله مثلث های سرعت مورد بررسی و ساختار ورتیستی جریان استخراج گردیده است. از حالات دایم و غیردایم برای ارزیابی عملکرد آکوستیک این پروانه استفاده گردید. در حالت دایم، مقدار سطح نویز در فرکانس های بالا، کمتر پیش بینی شد که ناشی از عدم شبیه سازی جمله های وابسته به زمان است، درحالی که مدل غیردایم، سطح نویز را تا حدود 10 دسیبل بیشتر پیش بینی نمود. به منظور تعمیم نتایج نویز آکوستیکی از مقیاس مدل به اندازه واقعی پروانه از روش ITTC87 استفاده شد.

    کلید واژگان: پروانه دریایی, نویز آکوستیک, دینامیک سیالات محاسباتی, معادله فاکس- ویلیام هاوکینگ}
    Saeed Karami *, Rouhollah Goudarzi, Ghader Mirzaei

    The acoustic performance of ship propellers is an important issue in ship design. Noise generated by the ship's propeller is one of the most important sources of noise when ship moving in seaway which has a higher frequency range and level than other noise sources. In this study, the fluid field around the DTMB 4119 marine propeller was simulated by the finite volume method and then by the FW-H integral method, the sound pressure level was estimated and validated with the experimental results. In the following, a standard Series B propeller in two different advanced coefficients simulated. its hydrodynamic properties investigated by velocity triangles and extracted vortex structure of the flow. The Steady and unsteady states were used to evaluate the acoustic performance of this propeller. In the steady-state condition, the noise level was lower at high frequencies, while in the unsteady state, noise levels were around 10 dB higher, which be due to ignored unsteady terms. For extrapolation of the result of acoustic noise levels from the model scale to a full scale of the propeller, the ITTC87 method was used.

    Keywords: Marine Propeller, Acoustic Noise, Computational fluid Dynamics', FW-H equations}
  • سعید کرمی*، روح الله هادی پور گودرزی

    یکی از موضوعات مهم در ارزیابی تحلیل عددی مقاومت کشتی بوسیله روش دینامیک سیالات محاسباتی، بررسی عدم قطعیت آن است که شامل مطالعه تایید و اعتبارسنجی است. در این مطالعه شناور کانتینربر کی سی اس در شرایط آب آرام و در سرعت طراحی، معادل عدد فرود 26/0 مورد شبیه سازی عددی قرار گرفت. از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات ناویراستوکس و مدل توربولانسی انتقال تنش برشی استفاده گردید. سطح آزاد بوسیله روش حجم سیال و اینرسی حرکات شناور بوسیله معادلات کوپل حرکت جسم صلب با جریان مدلسازی شد. مقادیر عدم قطعیت برای مطالعه تایید و اعتبارسنجی بررسی شد. مطالعه تایید بوسیله سه حل شبیه سازی با درجه متفاوت مش ، بررسی شد. پس از مطالعه تایید مقدار عدم قطعیت روش عددی کمتر از 76/5 درصد بود و در مطالعه اعتبارسنجی، با در نظر گرفتن عدم قطعیت تست مدل، مقدار عدم قطعیت84/5 درصد به دست آمد. نتایج حاکی از دقت مناسب روش استفاده شده و شبکه بندی بود.

    کلید واژگان: تایید و اعتبارسنجی, مقاومت شناور, دینامیک سیالات محاسباتی, عدم قطعیت, مدل SST}
    Saeed Karami *, Rouhollah H. Goudarzi

    One of the important issues in evaluating the numerical analysis of ship resistance by the computational fluid dynamics method is to investigate its uncertainty, which includes verification and validation studies. In this study, the KCS container Ship in calm water was simulated numerically at the design speed, equivalent of Froude number 0.26. The finite volume method was used to discretize the Navier Stokes equations and the turbulence model of shear stress transfer. The free surface was modeled by the fluid volume and inertia of the ship motions using the coupled rigid-body coupling equations with fluid. Uncertainty values were assessed for verification and validation studies. The verification study was investigated by three simulation solutions with different mesh resolution . The numerical method uncertainty was less than 5.76% after the study and in the validation study, considering the uncertainty of the model test, the uncertainty was 5.84%. The results showed good accuracy of the method used and gridding.

    Keywords: Verification, Validation, Ship Resistance, Computational fluid dynamics, Uncertainty, SST Model}
  • علی اسکافی نوغانی، سید مرتضی جوادپور، حسن قاسمی*

    بررسی اثر متقابل مجموعه پروانه-سکان، در طراحی سیستم رانش و همچنین طراحی سیستم هدایت شناورها، بسیار مهم می باشد. محاسبه دقیق ویک بدنه و میانگین سرعت جریان ورودی پروانه، باعث می شود تا طراحی و انتخاب پارامترهای هندسی پروانه و سکان به درستی انجام پذیرد و نیرو های محوری و جانبی مورد نظر طراحان، به خوبی تامین شود. همچنین محاسبه دقیق اثر جریان خروجی پروانه بر روی سکان، باعث می شود تا طراحی مجموعه پروانه-سکان و محاسبه فاصله آنها به درستی انجام پذیرد و نیروی لیفت و درگ مورد نظر طراحان در حین زاویه گرفتن تیغه سکان و مانور شناور، به درستی تامین شود. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب بی بعد، خطوط جریان و خطوط توزیع فشار بر روی پروانه-سکان، و همچنین محاسبه میدان ویک نامی ارایه شده است و در ضرایب پیشروی مختلف باهم مقایسه گردیده است. همچنین ضرایب هیدرودینامیکی سکان در شرایط مختلف و در زوایای صفر، 10، 20 و 30 درجه، بررسی و مقایسه شده اند. در همه حالات بازده برعکس ضریب تراست و گشتاور با افزایش ضریب پیشروی افزایش می یابد. بطوریکه در ضرایب پیشروی بالا حضور سکان 3درصد راندمان را افزایش می دهد و با افزایش زاویه سکان این اثر افزایش دو برابر(6درصد) می شود. وجود سکان در ضرایب پیشروی پایین تاثیر افزایشی حدود 5 درصد و 9درصد بر روی ضریب گشتاور و ضریب تراست به ترتیب دارد. افزایش زاویه سکان در ضرایب پیشروی بالا باعث می شود 17 درصد و 9 درصد ضریب گشتاور و ضریب تراست به ترتیب افزایش یابد. در حالت سکان-پروانه تا زاویه 10 درجه و حالت بدون پروانه تا زاویه 20 درجه، افزایش ضریب پیشروی تاثیر محسوسی روی ضریب لیفت و درگ ندارد.

    کلید واژگان: پروانه, سکان, دینامیک سیالات محاسباتی, شناور تجاری, ضرایب هیدرودینامیکی}
    Ali Eskafi Noghano, Seyed Morteza Javadpour, Hassan Ghasemi *

    Interaction of the propeller-rudder system is important in design of propulsion system as well as maneuvering for all types of ships. This paper is presented to analyze the propeller-rudder system using ANSYS-Fluent commercial software. The results of calculating the hydrodynamic dimensionless coefficients, streamlines and pressure distribution on the propeller-rudder are presented and compared in different advance coefficients. Also, hydrodynamic coefficients of the propeller-rudder have been studied and compared at various rudder angles of 0, 10, 20 and 30 degrees. In all cases, the efficiency increases with increasing the advance coefficient, however the torque and thrust coefficients decreases. So, in high advance coefficient, the existence of the rudder the efficiency increases by 3% and with increasing the angle of the rudder, this effect is double (6%). The existence of the rudder in the low advance coefficients, torque and thrust coefficients increases by 5% and 9% respectively. In high advance coefficients, the angle of the rudder is causes the torque coefficient and trusted coefficient to increase 17% and 9% respectively. In the existence of the rudder-propeller to angle of 10 [deg.] and without propeller to an angle of 20, the increasing of advance coefficient does not have significant effect on the lift and drag coefficients.

    Keywords: Propeller, Rudder, CFD, Hydrodynamic Coefficients, Commercial Carrier}
  • جبار فیروزی*، حسن قاسمی، محسن کیامنصوری
    ارتعاشات سازه شناور در اثر تحریک پروانه شناور دریایی یکی از پیچیده ترین موضوعات مربوط به سیال و سازه و برهمکنش بین آن ها است. در مقاله حاضر، ابتدا شبیه سازی های عددی جریان سیال در اطراف پروانه انجام شده و منحنی های مشخصه عملکرد هیدرودینامیکی پروانه در شرایط آب آزاد برای ضرایب پیشروی مختلف رسم گردیده اند. مشاهده می شود که حداکثر خطای نسبی شبیه سازی های عددی نسبت به داده های آزمایشگاهی در ضرایب پیشروی مختلف حدود 7 درصد است. سپس شبیه سازی های عددی ارتعاشاتی پروانه جامد انجام می شود. به منظور رسیدن به استقلال نتایج از شبکه محاسباتی، نتایج تحلیل مودال برای محاسبه فرکانس های طبیعی ارتعاشاتی برای پنج شبکه محاسباتی مختلف با یکدیگر مقایسه گردیده اند. سه جنس مختلف ماده پروانه متداول یعنی برنج، برنز نیکل-آلومینیوم و فولاد ضد زنگ در نظر گرفته شده و نتایج شبیه سازی های عددی ارتعاشاتی از قبیل فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشاتی با استفاده از تحلیل مودال برای این پروانه ها با یکدیگر مقایسه و تحلیل شده اند. به طور کمی، مقادیر فرکانس های طبیعی برای پروانه های از جنس فولاد ضد زنگ و برنز نیکل-آلومینیوم به ترتیب 33 درصد و 14 درصد بیشتر از پروانه از جنس برنج هستند. به بیان دیگر، برنج آسیب پذیرترین و فولاد ضد زنگ مقاوم ترین جنس پروانه در برابر پدیده تشدید است.
    کلید واژگان: پروانه شناور دریایی, ارتعاشات, برهمکنش بین سیال و سازه (FSI), دینامیک سیالات محاسباتی, روش المان محدود, تحلیل مودال}
    Jabbar Firouzi *, Hassan Ghassemi, Mohsen Kiamansouri
    Propeller-induced vibration of a marine vessel is one of the most complex issues of fluid and structure and the interaction between them. In the present article, numerical simulations of fluid flow around the propeller are performed first and the characteristic curves of propeller hydrodynamic performance in open water conditions are plotted for various advance ratios. It is observed that the maximum relative error of numerical simulations relative to experimental data in various advance ratios is about 7%. Then, the numerical vibration simulations of the solid propeller are performed. To achieve the results independently from the computational grid, the modal analysis results for calculating the vibrational natural frequencies for five different computational grids are compared to each other. Three different popular propeller materials i.e. brass, nickel aluminum bronze, and stainless steel are considered, and the results of numerical vibrational simulations such as natural frequencies and vibrational mode shapes using the modal analysis are compared for these propellers. Quantitatively, the magnitudes of natural frequencies for stainless steel and nickel-aluminum bronze propellers are 33% and 14% more than that of the brass propeller, respectively. In other words, brass is the most vulnerable and stainless steel is the most durable propeller material against resonance.
    Keywords: Marine Vessel Propeller, Vibration, Fluid-Structure Interaction (FSI), Computational fluid dynamics, finite element method, modal analysis}
  • امیرحسین امیری*، محسن شاکری، عباس رامیار، مصطفی جعفرزاده خطیبیانی

    امروزه در بحث طراحی و ساخت کشتی، استفاده بهینه از انرژی، افزایش سرعت، کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از آلودگی محیط زیست، از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین ارزیابی عملکرد کشتی در شرایط دریای مواج، به دلیل افزایش مقاومت کشتی، افزایش مصرف سوخت و به دنبال آن افزایش آلودگی های زیست محیطی، حایز اهمیت است. در پژوهش حاضر، به حل عددی مدل کشتی کانتینربر ایران بوشهر در آب آرام جهت شبیه سازی جریان سطح آزاد اطراف بدنه و برآورد نیروی مقاومت کل و سپس پیش بینی حرکات کشتی با دو درجه آزادی هیو و پیچ تحت امواج منظم با زاویه ی برخورد 180 درجه پرداخته شده است. در انتها نتایج حاصل از شبیه سازی کشتی در شرایط مختلف ارایه و مقایسه گردیده است. جهت اعتبارسنجی روش حل، از مدل کشتی KCS استفاده شد. شبیه سازی عددی جهت حل جریان ناپایدار سه بعدی تراکم ناپذیر، بر پایه ی RANS ناپایدار در STAR-CCM+ انجام شده است.

    کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی, دریای آرام, امواج منظم, مقاومت افزوده, دریامانی}
    Amirhossein Amiri*, Mohsen Shakeri, Abas Ramiar, Mostafa Jafarzadeh Khatibani

    Nowadays, the optimal use of energy, speed increase, fuel consumption reduction and environmental pollution prevention are essential in the ship design and manufacturing discussion. So it is critical to be able to estimate ship's response to waves, since the resulting added resistance and increasing fuel consumption also increasing environmental pollution. In this study, the numerical solution of the Iran-Bushehr container ship model was determined to simulate the free surface flow around the hull and estimate the total resistance and investigate ship motions in 2 degree-of-freedom (heave and pitch) in regular head waves. Finally, the results of simulation in different conditions are presented and compared. KCS container ship used for validation. CFD codes in Star-CCM+ used to calculate three dimensional, incompressible, unsteady RANS equations.

    Keywords: CFD, Calm water, Regular head waves, Added resistance, Seakeeping}
  • مبین معصومی، مهدی یوسفی فرد*

    در این پژوهش یک مبدل انرژی امواج بر پایه ی ستون نوسانی آب با استفاده از روش عددی شبیه سازی شده است. معادلات متوسط گیری شده ی ناویر-استوکس با بکارگیری روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از کد متن باز اوپن فوم حل شده است. حلگر مناسب برای در نظر گرفتن اثرات سطح آزاد و همچنین اثرات آشفتگی جریان بر حل مسئله انتخاب شده است. صحت سنجی حل عددی بر مبنای نتایج آزمایشگاهی معتبر و برای مسئله ی دوبعدی انجام گرفته است. مواردی نظیر تغییرات سطح آزاد آب داخل مبدل، مقدار فشار و همچنین بازده ی مبدل ارایه شده و اثرات شرایط امواج منتشر شده در تانک عددی بر عملکرد هیدرودینامیکی این مبدل مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نیروهای وارد بر مبدل در شرایط مختلف ارایه شده و می تواند در طراحی مبدل بعنوان یک سازه ی ساحلی به کار گرفته شود. استفاده از روش حاضر و تولید موج منظم در تانک عددی و شبیه سازی دقیق رفتار هیدرودینامی مبدل و بررسی جزییات دقیق جریان سیال که در تحلیل تجربی قابل ارزیابی نمی باشد، باعث ارایه ی یک راه حل دقیق و مناسب برای دستیابی به بهترین ابعاد و جانمایی این مبدل در شرایط واقعی دریا می گردد. نتایج دقیق شبیه سازی عددی در مقابل داده های تجربی موجود و امکان تحلیل دقیق جزییات جریان در مقابل پژوهش های آزمایشگاهی از نقاط برجسته ی این مطالعه می باشد.

    کلید واژگان: مبدل انرژی امواج, ستون نوسانی آب, انرژی تجدید پذیر, دینامیک سیالات محاسباتی}
    M. Masoomi, M. Yousefifard *

    In this study, a wave-energy converter based on the Oscillating Water Column is simulated using numerical method. Reynolds averaged Navier-Stokes equations are solved by applying a numerical method based on computational fluid dynamics and using an open source OpenFOAM code. A suitable solver for considering the effects of free surface as well as the effects of turbulence is chosen. Numerical validation was performed based on the published experimental results and for a 2D problem. The changes in the water free surface inside the converter, the air pressure as well as the converter efficiency were presented and the effects of the wave parameters on the hydrodynamic performance of the converter were evaluated. Also, the forces acting on the OWC in different conditions are presenterd and can be used in the design of coastal structures. Using the current method and generating regular waves in a numerical tank, and accurately simulating the hydrodynamic characteristics of the converter, and examining the exact parameters of fluid that is not measurable in the experimental analysis, provides a precise and appropriate solution for achieving the best dimensions and location of the converter in terms of the real sea conditions. The accurate results of numerical simulation against the available experimental data and the possibility of detail analysis of flow characteristics versus experimental measurements are highlights of this study.

    Keywords: Wave energy convertor, oscillating water column, Renewable Energy, Computational fluid dynamics}
  • حسین صادقی، مهرشاد یساری، محسن پورفلاح*، محمد ملاعلی پور، احمد علی ربیع نتاج درزی
    هاورکرافت یک شناور مدرن است که توانایی جابجایی بر روی سطوح مختلفی چون آب و سطح زمین را دارد. وجه تمایز هاورکرافت و دیگر شناورها در این است که هاورکرافت ها بر روی لایه ای از هوا مستقر شده و سپس حرکت می کنند که این عامل اصلی سریع تربودن حرکت آن ها می باشد. درواقع این ویژگی منحصر به فرد هاورکرافت است که موجب می شود از آن استفاده های مختلف نظامی، تفریحی، حمل ونقل و غیره به عمل آید. در این مقاله مطالعه عددی جریان هوای آشفته تراکم ناپذیر در حالت پایا گذرنده از سیستم تعلیق هاورکرافت مورد بحث قرار گرفته است. بدین منظور هاورکرافت در نرم افزار کتیا مدل شده و پس از انتقال به نرم افزار انسیس- فلوئنت و اعمال شرایط مرزی و با حل معادلات حاکم بر مسئله، نتایج بصورت کانتورهای فشار، سرعت و منحنی نیروی لیفت ارائه شده اند. در این پژوهش سعی شده است تاثیر تغییر پروفیل قطعه هادی جریان و کانال انتقال هوا بر توزیع فشار و سرعت و همچنین نیروی لیفت وارده بر زیر سازه مشاهده شود. در نهایت مناسب ترین شکل از لحاظ توزیع فشار و مقدار نیروی لیفت از میان پروفیل های ارائه شده، پروفیل قطعه با شیب 8 درجه بود که موجب بهبود نتیجه نسبت به پروفیل اولیه شده است. همینطور مشخص شد که  تغییر شکل های اعمال شده برای پروفیل مقطع کانال، بهبودی در میزان نیروی لیفت هاورکرافت اولیه ایجاد نکرده است.
    کلید واژگان: هاورکرافت, قطعه هادی جریان, کانال هوا, نیروی لیفت, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Hossein Sadeghi, Mehrshad Yassari, Mohsen Pourfallah*, Mohammad Molla Alipour, Ahmad Ali Rabienataj Darzi
    Hovercraft is a modern air-cushion vehicle (ACV) that has the ability to move on a variety of surfaces, such as water and land. The distinguishing feature of the hovercraft and other vessels is that the hovercrafts are deployed on a layer of air and then propelled, which is a major factor in the faster movement of them. In fact, this is a unique feature of the hovercraft, which makes it possible to use various military, recreational, transportation, and, research limitations/implications and so on. In this paper, the numerical study of the incompressible turbulent air flow in a steady state of the hovercraft suspension system is discussed. For this purpose, hovercraft is modeled in CATIA software. After transferring to the Ansys-Fluent software and applying the boundary conditions, and solving the equations governing the problem, the results are presented as pressure, velocity and curve of the lift force. In this research, we have tried to observe the effect of changing the profile of the flow transfer part and air channel on the distribution of pressure and velocity as well as the lift force applied to the substructure. Finally, the most suitable form for the distribution of the pressure and the amount of lift force from the presented profiles was the flow transfer part profile with a gradient of 8 degrees, which showed improvement in the result from the initial profile. It was also found that the deformations applied to the channel sectional profile did not improve the rate of initial lift force of the hovercraft.
    Keywords: Hovercraft, Flow transfer part, Air channel, Lift force, Ansys-Fluent, Computational Fluid Dynamics (CFD)}
  • کریم اکبری وکیل آبادی*، عباس حسن آبادی
    آبشستگی در حقیقت جابجایی ذرات توسط جریان از محل استقرار اولیه آن ها به مکان دیگری است. وقوع پدیده ی آبشستگی در اطراف سازه های هیدرولیکی، یکی از اصلی ترین عوامل تخریب این سازه ها بوده و هر ساله باعث اعمال خسارات فراوان مالی در جهان می شود. اکثر مطالعات در شرایط مختلف آزمایشگاهی روی بستر ماسه ای و برای شرایط تعادل آبشستگی ارائه شده است و کاربرد این روابط برای شرایط طبیعی دریا، عدم اطمینان هایی را در برآورد مقدار آبشستگی به همراه دارد. بدیهی است استفاده از یک روش بدون توجه به شرایط حاکم بر آن روش، مناسب نمی باشد. در بسیاری از موارد نیز می توان از مدل های فیزیکی و روش های عددی برای تخمین عمق آبشستگی کمک گرفت. در مطالعه حاضر پروفیل آبشستگی توسط مدل عددی بررسی شده است. یکی از مهم ترین اهداف این تحقیق ارائه الگو و طرحی در جهت پیشگیری، کنترل و بهینه سازی آبشستگی در سازه های دریایی مخصوصا موج شکن ها و اسکله ها می باشد. بررسی عوامل مختلف تشدید آبشستگی و راه کارهای کاهش تاثیر این عامل از مهم ترین اهداف این تحقیق می باشد.
    کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی, آبشستگی, موج شکن, اسکله}
    K Akbari Vakilabadi *, Abbas Hasanabadi
    Scour is in fact the displacement of particles by flow from their initial location to another location. The phenomenon of scour around hydraulic structures is one of the main causes of their destruction and causes huge financial losses worldwide every year. Most of the studies have been carried out in different laboratory conditions on sandy bed and for scour equilibrium conditions and application of these relationships to natural sea conditions has uncertainties in estimating scour value. Obviously, it is not appropriate to use a method without regard to the conditions governing it. In many cases, physical models and numerical methods can also be used to estimate the scour depth. In the present study, the scour profiles are investigated by numerical model. One of the most important goals of this research is to provide a model and plan for prevention, control and optimization of scours in marine structures, especially breakwater and docks. Investigating different factors of scour intensification and ways to reduce its impact is one of the most important goals of this study.
    Keywords: Computational fluid dynamics, Scouring, wave breaker, jetty}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال