مطالعه عددی عملکرد دریامانی یک نوع بدنه شناور سرشی d‌tmb در امواج منظم

شناورهای با بدنه سرشی قابلیت رسیدن به سرعت های بالایی را دارند و به همین دلیل در مطالعات دریایی بسیار مورد توجه هستند. دریامانی در واقع علم بررسی حرکات شناورها در دریاها و اقیانوس های مواج، و تاثیر امواج بر جنبه های مختلف وابسته به شناور می‌باشد. در این تحقیق به بررسی عددی عملکرد دریامانی یک شناور سرشی نوع dtmb 1-4667  در امواج منظم دریایی با تمرکز بر دو درجه آزادی حرکات هیو و پیچ  پرداخته می شود. در این مطالعه،  جریان تراکم‌ناپذیر و آشفته فرض شده است و اثرات امواج منظم با استفاده از مدل‌سازی دو فازی آب و هوا بررسی شده است. برای تحلیل ، از نرم‌افزار ansys fluent  جهت حل معادلات rans استفاده شده است. در این تحلیل جهت مدل سازی جریان آشفته از مدل  k-ω sst استفاده شده و سطح آزاد آب با روش حجم سیال ردیابی شده است. شرایط مرزی و شبکه‌بندی با دقت تنظیم شده و تحلیل حساسیت به شبکه و اعتبارسنجی نتایج با داده‌های آزمایشگاهی انجام شده است و تفاوت در نیروی پسا در بیشترین حالت حدود 8% می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که افزایش سرعت شناور و ورود آن به فاز سرشی منجر به کاهش عملگرهای پاسخ دامنه (rao) حرکات هیو و پیچ و در نتیجه بهبود عملکرد دریامانی می‌شود، هرچند نیروی پسا و دامنه حرکات به‌طور نسبی افزایش می‌یابد. همچنین مشخص شد که افزایش ارتفاع و طول موج موجب افزایش دامنه حرکات و شتاب کوبشی می‌شود؛ با این حال، بیشینه شتاب عمودی در بدترین حالت برابر با 2/6g  ثبت شد که کمتر از حد مجاز 4g  برای شناورهای پرسرعت است. دستاورد اصلی این پژوهش تلفیق تحلیل دقیق عددی، بررسی پارامترهای متنوع هیدرودینامیکی (از جمله فرکانس برخورد) و ارائه ارزیابی کمی دقیق از پاسخ دینامیکی شناور در شرایط مختلف دریایی است که می‌تواند در بهینه‌سازی طراحی بدنه شناورهای تندرو و افزایش ایمنی و راحتی آن‌ها نقش موثری ایفا کند.

numerical study on seakeeping performance of a dtmb planing hull craft in regular sea waves

planing hull vessels have the potential to reach high speeds, which makes them particularly of great interest in marine studies. seakeeping refers to the science of analyzing vessel motions in wavy seas and oceans and evaluating the impact of waves on various aspects related to the vessel. this study presents a numerical investigation into the seakeeping performance of a planing craft, with hull type dtmb 1-4667, under regular wave conditions, focusing on two degrees of freedom: heave and pitch motions. it is assumed that the fluid is incompressible and turbulent, and the effects of regular waves are modeled using a two-phase (air-water) flow approach. the analysis is conducted using ansys fluent to solve the rans equations, with the k-ω sst model employed for turbulence modeling and the volume of fluid (vof) method used to track the free surface. boundary conditions and mesh configurations are precisely defined, and grid sensitivity analysis and validation with experimental data are carried out, showing a maximum deviation of about 8% in drag force. results indicate that increasing vessel speed and entering the planing regime leads to reduced response amplitude operators (raos) for heave and pitch, thereby improving seakeeping performance, although drag force and motion amplitudes increase moderately. additionally, greater wave height and wavelength lead to increased motion amplitudes and slamming accelerations; however, the maximum recorded vertical acceleration in the worst-case scenario was 2.6g, which is below the acceptable limit of 4g for high-speed vessels. the main achievement of this study lies in the integration of precise numerical analysis, the comprehensive evaluation of various hydrodynamic parameters (including encounter frequency), and the detailed quantitative assessment of the vessel’s dynamic response under different sea states—providing valuable insights for optimizing the hull design of high-speed vessels and enhancing their safety and onboard comfort.