بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر مشخصه های هیدرودینامیکی شناورهای پله‌دار به روش تحلیلی

استفاده از پله عرضی روشی برای کاهش مقاومت اصطکاکی و افزایش سرعت شناورهاست. در شناورهای سرشی با افزایش سرعت و وارد شدن به ناحیه سرشی و جدا شدن آب از پله، سطح خیس شده کاهش یافته و درنتیجه نیروی پسا کاهش خواهد یافت. در این پژوهش یک روش مناسب تحلیلی برای بررسی رفتار هیدرودینامیکی شناورهای سرشی پله‌دار ارائه شده و نتایج حاصل از این روش با داده‌های آزمایشگاهی یک شناور مشخص پله‌دار برای سه ارتفاع پله با ابعاد 2، 4 و 6 درصد عرض، اعتبارسنجی شده است. در روش یادشده با استفاده از روابط نیمه تجربی موجود برای ابعاد هندسی موج ایجادشده در پاشنه شناورهای سرشی، روش ساویتسکی توسعه داده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که روش توسعه‌یافته نسبت به روش ساویتسکی عملکرد بسیار بهتری داشته و تطابق قابل قبولی با نتایج تجربی دارد. پس از اعتبارسنجی روش ارائه‌شده، اثر پارامترهای هندسی شامل ارتفاع پله، موقعیت قرارگیری مرکز جرم و فاصله مکانی پله روی مشخصات هیدرودینامیکی شناور موردبررسی قرار گرفته و مقادیر بهینه برای این پارامترها به‌دست آمده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد، روش تحلیلی ارائه‌شده کاربرد موثری در طراحی و بررسی رفتار هیدرودینامیکی زیر بدنه شناورهای پله‌دار سرشی خواهد داشت.

Investigation of the Effect of Geometric Parameters on the Hydrodynamic Characteristics of the Stepped Planing Hull Vessels by Analytical Method

Using transverse steps is a way to reduce friction resistance and also increase the velocity of stepped planing hull vessels. In stepped planing hull vessels, by increasing the velocity and entry to the planing regime and finally separation fluid flow from the step, the wetted area decreases and as a result, the drag force will decrease. In this research, an appropriate analytical method is presented to study the hydrodynamic characteristics of the stepped planing hull vessels and the results of this procedure are validated with experimental data of a specified stepped planing hull vessel for three step heights of 2, 4 and 6% of width. In the mentioned approach, using available semiempirical relations for the geometric dimensions of the produced waves at heel of the stepped planing hull vessels, the Savitsky method is developed. The results reveal that the developed method has a much better performance compared to the Savitsky method and has an acceptable agreement with the experimental data. After validating the proposed analytical method, the effect of geometric parameters including step height, center of mass location and transvers step position on the hydrodynamic behavior of the stepped planing hull vessel is examined and the optimal value of the mentioned parameters are achieved.