بررسی تجربی و عددی ضرایب هیدرودینامیک و جریان حول یک شناورسطحی رزمی

نتایج تست مقاومت و پروفیل موج اطراف بدنه برهنه یک مدل شناور سطحی رزمی با نامDTMB-4515 برای اولین بار با مقیاس 1:71 در محدوده عدد فرود 0/25-0/45 در حوضچه کشش پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا همراه با تحلیل عددی این مدل توسط یک کد تجاری موثق در زمینه تحلیل جریان سطح آزاد، در این مقاله آورده شده است. در ساخت مدل تجربی، مراحل تست مقاومت، اندازهگیری پارامترها، جمعآوری دادهها و همچنین تحلیل نتایج تجربی از گزارشات کمیتههای تخصصی و استانداردهای کنفرانس بین المللی حوضچ ههای کشش 1 پیروی شد. ازآنجا که هدف این مقاله بدست آوردن اطلاعات پایهای برای مقیاسی جدید از کشتی مذکور بود، بررسی تاثیر مقیاس در نتایج که ناشی از اثر ضریب شکل میباشد مورد توجه قرار گرفت و مقدار 0/13 برای این ضریب بدست آمد. در تحلیل عددی، کد تجاریCFX که بر اساس روش گسسته- سازی حجممحدود نوشته شده است، انتخاب گردید. مدل توربولانسk-ε برای مدلسازی آشفتگی و روش کسر حجمی برای تقریب سطح آزاد جریان بهکار گرفته شد. از الگوهای با مرتبه دوم دقت برای گسستهسازی ترمهای جابهجایی معادلات مومنتوم و توربولانس استفاده شد. برای همگرایی بهتر حل، معادلات کسر حجمی بصورت همبسته و ضمنی همراه دیگر معادلات حاکم حل گردید. در این کد شرایط مرزی اید هآل منطبق بر فیزیک مسئله (فرض مرز دور برای دیوار جانبی و کف) در نظر گرفته شد. از این تحلیل نیروی مقاومت کل و نتایج پروفیل موج بر روی بدنه برهنه و توزیع سرعت در سطح آزاد برای دو عدد فرود مهم 0/28و0/45 آورده شده است.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات تجربی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، تست مقاومت ، ضریب شکل ، DTMB MODEL541 ، جریان سطح آزاد ، مدل کسر حجمی