شبیه سازی عددی و آزمایشگاهی ممان رولینگ ناشی از مخازن ضد رول سطح آزاد

حرکت رول یکی از مهمترین و خطرناکترین حرکات شناورها میباشد و در برخی مواقع حتی میتواند عامل اصلی کپسایز شدن و غرق شدن شناور نیز باشد. از این رو کنترل این مد حرکت شناور همیشه مورد توجه محققین صنایع دریایی بوده است. از میان روشها و تجهیزات مختلف برای کنترل این حرکت شناور، استفاده از مخازن رول سطح آزاد یکی از روشهای مورد توجه بوده است که به دلیل سادگی در ساخت و طراحی در بسیاری موارد مورد استفاده قرار میگیرد. کارآیی بالای این مخازن در همه سرعتها و حتی بدون سرعت شناور از نقاط قوت دیگر این مخازن میباشد. این مطالعه به بررسی عددی و آزمایشگاهی اثر مخازن ضد رول سطح آزاد، بر روی ممان رولینگ می‌پردازد. در شبیه‌سازی عددی بخش اسلاشینگ، یک حلگر دینامیک سیالات محاسباتی، بر اساس بسته‌ی نرم‌افزاری open source field operation and manipulation ، که مخفف آن openfoam است و با فرض شرایط جریان آرام دو بعدی، به‌منظور محاسبه‌ی بار های اسلاشینگ مخزن، تنظیم‌شده و مورد استفاده قرار گرفت. میرایی و ممان رولینگ پیش بینی شده‌ی ناشی از مخزن ضد رول با نتایج آزمایشگاهی، اعتبار سنجی شده است. این شبیه‌ساز را می‌توان به‌عنوان شبیه‌ساز اسلاشینگ به‌صورت جفت شده با حلگرهای دریامانی استفاده کرد.

Numerical and Experimental Investigation of the Roll Moment due to Free-Surface Anti-Roll Tanks

Roll motion is one of the most important and dangerous motions of the ship and can even result in capsizing of the vessel. Therefore, its control has been always of interest for marine industry researchers. Among the various methods and equipment for controlling the roll motion, the use of free surface antiroll tanks has been one of the most important methods and which used in many cases due to its simplicity in construction and design. The high efficiency of these tanks at all speeds and even without speed is another strength of these tanks. This study investigates the effect of the free surface antiroll tank on the roll motion numerically and experimentally. In the numerical simulation, a CFD sloshing solver, based on the ldquo;Open source Field Operation And Manipulation rdquo;, known in short as OpenFOAM, and assuming 2D laminar flow conditions, is customized to calculate the sloshing loads from the tank. The predicted roll damping and moments due to the antiroll tank are validated against experimental results. This simulator could be used as a sloshing simulator to couple with seakeeping solvers.