تحلیل عددی اندرکنش سیال سازه- در موج شکن توده سنگی مجهز به لایه های میراکننده هوایی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

سازه های دریایی از جمله شناورها و سکوهای ثابت به طور مداوم در معرض نیروهای شدید و متغیر ناشی از امواج دریا قرار دارند که می تواند منجر به آسیب های سازه ای، کاهش پایداری و اختلال در عملکرد آنها شود. در این راستا، توسعه ی فناوری های نوین برای میرایی این نیروها از اهمیت بالایی برخوردار است. این پژوهش به طور جامع به تحلیل عددی اندرکنش سیال-سازه (FSI) در سازه های دریایی مجهز به لایه های میراکننده هوایی (Air Cushion Dampers) می پردازد. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی دقیق کارایی این لایه های هوایی در کاهش قابل توجه نیروهای دینامیکی و فشارهای ناشی از امواج بر بدنه سازه های دریایی در سناریوهای مختلف عملیاتی است. برای دستیابی به این اهداف از ابزار قدرتمند دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، به طور خاص نرم افزار OpenFOAM، بهره گرفته شده است. یک مدل عددی پیشرفته و کوپله شده توسعه یافته است که توانایی شبیه سازی همزمان رفتار سیالات (آب، دریا و هوای محبوس در لایه ها) و پاسخ دینامیکی سازه انعطاف پذیر لایه هوایی را دارا می باشد. پدیده ی FSI این رویکرد کوپله شده امکان مدلسازی دقیق فیدبک های متقابل بین سیال و سازه را فراهم می آورد که برای درک کامل ضروری است. در این مطالعه تاثیر پارامترهای حیاتی متعددی شامل ابعاد هندسی لایه های هوایی (مانند ضخامت، مساحت و نسبت ابعادی)، خواص فیزیکی سیالات (مانند ویسکوزیته و تراکم پذیری) و مشخصات امواج دریا (مانند ارتفاع، طول موج و شکل موج) بر میزان کاهش نیروهای وارده (مانند نیروهای بالا روی و فشارهای موضعی) و پایداری کلی سازه دریایی به طور سیستماتیک مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

سازه های دریایی ، اندرکنش سیال سازه ، لایه های هوایی ، دینامیک سیالات محاسباتی