تحلیل هیدرودینامیکی شناورهای تندرو با پله های عرضی - تحلیل حساسیت شرایط بارگذاری به هواگیری پله های عرضی

تمایز اساسی بین شناورهای دریایی سرشی و شناورهای متداول جابجایی و شبه جابجایی، بهره گیری از نسبت نیروی هیدرودینامیکی علاوه بر نیروی بویانسی است. میدان فشار هیدرودینامیکی ایجاد شده در کف این شناورها باعث کاهش ارتفاع آبخور شناور و درنتیجه کاهش نیروی مقاومت در آنها می شود. کاهش مقاومت هیدرودینامیکی، دست یابی به سرعت های بالاتر به ازای توان پیشبرنده معین را فراهم مینماید. یکی از روش های افزایش کارایی سطوح هیدرودینامیکی کف بدنه در شناورهای دریایی سرشی استفاده از پله های عرضی در محل مناسبی از کف بدنه می باشد. طراحی صحیح موقعیت و ارتفاع پله های عرضی متناسب با موقعیت مرکز جرم، شرایط بارگذاری و سرعت، امری مهم و حساس می باشد. این پله ها در صورت عدم تطابق با شرایط فوق الذکر می توانند اثرات نامطلوبی بر هیدرودینامیک شناور نیز داشته باشند. در این تحقیق، به کمک دینامیک سیالات عددی میدان و الگوی جریان روی یک شناور تندرو تک پله ای و دو پله ای در دوحالت شرایط صحیح کاربری و شرایط بارگذاری نامناسب تحلیل شده است. برای بررسی توزیع دو فاز آب و هوا و مدل سازی اثر سطح آزاد از روش نسبت حجم (vof) استفاده شده است. این شبیه سازی ها برای مدل یک شناور واقعی بنام کوگار در دو حالت تک پله ای و با دو پله عرضی انجام گرفته است. برای اطمینان از صحت شبیه سازی ها، بررسی استقلال از شبکه و همچنین معتبرسازی نتایج با مدل آزمایشگاهی انجام گرفته است. تاکید این مقاله بر بررسی وضعیت هواگیری مناسب پشت پله های عرضی برای شناورهای سرشی با تک پله عرضی و دو پله ای می باشد. نتایج نشان می دهند که حساسیت رفتار هیدرودینامیکی شناورهای تندرو پله دار به بارگذاری، سرعت و زاویه تریم بسیار بیشتر از شناورهای بدون پله می باشد.