بررسی عددی اثر برخی از پارامترهای ابعادی پایدارساز هیدروفویلی در کاهش ناپایداری طولی شناور تندرو سرشی

یکی از چالش های مهم در طراحی و ساخت شناورهای تندرو سرشی، بروز ناپایداری طولی در سرعت های بالا است. ازجمله روش هایی که می تواند در کاهش و یا از بین بردن این ناپایداری ها مورد استفاده قرار گیرد، استفاده از پایدارساز هیدروفویلی است. در این تحقیق، به بررسی تاثیر برخی از ابعاد پایدارساز هیدروفویلی بر رفتار دینامیکی شناور تندرو سرشی تک بدنه پرداخته شده است. ابتدا، یک شناور تندرو سرشی تک بدنه که به صورت تجربی دارای ناپایداری طولی (پورپویزینگ) بوده، مدل سازی شده است. هر یک از این پارامترها به کمک نرم افزارهای طراحی هندسه در موقعیت خود مدل سازی شده است. از یک حل گر دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی عددی مسئله استفاده شده است. در این مقاله تلاش شده است که با مقایسه ی نتایج حاصل از شبیه سازی و بررسی نتایج مربوط به حرکات هیو و پیچ شناور، به درجه ی اهمیت هر یک از پارامترهای طراحی پی برده شود. در این مرحله، جهت بررسی پارامترها، زاویه حمله صفر درجه، فاصله عمودی هیدروفویل تا کف پاشنه شناور ۱۵ سانتیمتر و فاصله طولی هیدروفویل از ترانزوم ۱۰ سانتیمتر فرض شده است. یکی از پارامترهایی که در شبیه سازی تاثیر آن بررسی گردیده، نسبت ابعاد عرض به طول کورد هیدروفویل با سطح مقطع ثابت است. از مقایسه نتایج بین سه نسبت ۰.۷۵، ۱.۳۳ و ۲.۰۸۳ مشخص شد، که دامنه حرکت نمودار پیچ نسبت به حالت بدون هیدروفویل در زمان ۳ ثانیه به ترتیب ۵۰، ۳۶.۶ و ۶۳.۳ درصد کاهش یافته است. بنابراین مشاهده می شود که افزایش نسبت عرض به طول کورد هیدروفویل در کاهش ناپایداری طولی موثر بوده است. پارامتر دیگری که در گام بعدی مورد ارزیابی قرار گرفت، اثر مقدار عرض میانی هیدروفویل زاویه دار بود. با مقایسه اثر انتخاب سه اندازه ی ۸، ۱۶ و ۲۴ سانتیمتر برای عرض میانی هیدروفویل مشخص گردید، که دامنه حرکت پیچ، نسبت به حالت بدون هیدروفویل در زمان ۳ ثانیه، به ترتیب ۶۳.۳، ۶۸.۳ و ۶۳.۳ درصد کاهش یافته است. هرچند نسبت متوسط ۱۶ سانتیمتر ، کارایی بهتری را نشان می دهد؛ اما به طورکلی تغییر این پارامتر، تفاوت قابل ملاحظه ای در کاهش ناپایداری طولی شناور ایجاد نکرده و اختلاف کمی در دامنه حرکت پیچ و هیو شناور بین سه حالت اتفاق افتاده است.

کلیدواژه ها:

Planing craft ، longitudinal stability ، Hydrofoil Stabilizer ، Porpoising ، Dynamic Motions