انتخاب ابعاد ریبلت بهینه جهت کاهش نیروی پسای اصطکاکی در سکان کشتی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی شامپانزه

یکی از دلایل اصلی مصرف سوخت در کشتی‌ها و شناورها تولید نیروی لازم برای تحرک آن‌ها است. این نیرو برای حرکت کشتی باید با نیروهای مقاومی که عمده آن با عنوان نیروی پسای اصطکاکی از طرف سیال آب مخصوصا به بدنه و تجهیزات زیر خط آبخور شناور مانند سکان کشتی وارد می‌گردد،مقابله نماید. نیروی مقاومت پسای اصطکاکی با مساحت سطح خیس جسم و همچنین میزان آشفتگی جریان رابطه مستقیم دارد. از طرفی وقوع برخی پدیده‌های سیالاتی مانند جدایش جریان، گردابه‌های موجود در نزدیکی سطح تماس جسم و سیال میتوانند در افزایش یا کاهش میزان پسا نقش اساسی ایفا نمایند. مطالعاتی که با الهام از پوست برخی حیوانات آبزی که سرعت قابل توجهی در زیر آب دارند صورت گرفت نشان داد روی پوست آن‌ها شیارهایی در ابعاد میکرون وجود داردکه باعث تاخیر در پدیده جدایش جریان گشته و همچنین گردابه‌های پرسرعت را از زیر لایه نزدیک سطح دور می‌نمایند. که با این کار نیروی پسا کاهش خواهد یافت، از طرفی افزایش سطح خیس جسم، باعث افزایش نیروی پسا می‌گردد. در این مقاله، به انتخاب ابعاد ریبلت بهینه جهت کاهش نیروی پسای اصطکاکی در سکان کشتی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی شامپانزه پرداخته می‎شود. بنابراین در این مقاله، هدف یافتن ابعاد بهینه با استفاده از الگوریتم بهینه‌شامپانزه، برای سایز شیارها به می‌باشد به نحوی که بیشترین کاهش پسا را حاصل شود. معیار نشان دهنده کاهش نیروی پسا، ضریب پسا می‌باشد که تغییرات آن بیانگر میزان تاثیر اعمال تغییرات در شیارها بود. در این پژوهش از شیارهای دندان اره‌ای با ارتفاع 100 میکرون استفاده گردید. نتایج حاکی از آن بود که روش پیشنهادی قادر بود به خوبی به کمترین مقدار نیروی پسا، به بهینه‌ترین نسبت ارتفاع به فاصله هر شیار (به مقدار 0.49) دست یابد و همچنین شبیه‌سازی عددی نیز برای این نسبت در حدود 5.5 درصد کاهش ضریب پسا بدست آورد.

optimal selection of riblet dimensions for frictional drag reduction in ship hulls using the chimp optimization algorithm.

, one of the main reasons for fuel consumption in ships and vessels is to produce the power for their movement. in order for a ship, this force must overcome the resisting forces, most of which are applied by the water fluid, especially to the body and the underwater appendages, such as the ship’s rudder. which is called drag force.frictional resistance force has a direct relationship with the area of the wet surfaces . on the other hand, the occurrence of some fluid phenomena such as separation, eddies near the surface, can play an essential role in increasing or decreasing the amount of drag, studies are inspired by the skin of some high speed marine animals show their skin is not very smooth and polished, contrary to what was imagined. and it has micron-sized riblet. these grooves cause a delay in separation phenomenon and also keep the high-speed eddies away from the sub-layer near the surface, so the drag force will be reduced, we know that the increase in the wet surface, increases the drag force, so the aim of this research was to find an optimal point for the dimensions and size of the riblet, in such a way that in exchange for the increase, the drag is reduced the most to have the criterion that shows the reduction of the drag force is the drag coefficient, the changes indicate the impact of the size of the riblet.in this research, sawtooth riblets with a height of 300 microns were used, and by using chimp meta-heuristic algorithm and numerical simulation of the drag force, the ratio of the height to the distance of each riblet was obtained as 0.49 mm, which shows reduced in the the drag coefficient about 5.5%..