مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی مانورپذیری در شناورهای تندرو به کمک مدل سازی عددی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا دانشگاه صنعتی شریف
2 استاد- دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
3 استادیار- دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
مدل‌سازی مانور شناورها در مراحل ابتدایی طراحی و بهره‌برداری از شناور از اهمیت فراوان برخوردار است. در طی سالیان اخیر مدلهای مختلفی از مانور شناورهای جابجایی ارائه شده که قادر هستند با تقریب مناسبی کیفیت مانور شناور را تبیین نمایند، لیکن در زمینه مانورپذیری شناورهای تندرو همچنان شبیه‌سازی مانور آنها با استفاده از مدلهای ریاضی هنوز وضعیت مناسبی ندارد. در این مقاله یک مدل ریاضی جهت مدلسازی مانور شناورهای تندروی پروازی توسعه داده شده و تاثیرات سیسستم‌های کنترلی از جمله سکان بر مانور شناور تندرو، بررسی شده است. نیروها و ممانهای ایجاد شده ناشی از وجود سکان به سمت راست معادلات مانور اضافه شده است و شبیه سازی های حرکت شناور تندرو در مسیر مستقیم و غیر مستقیم با زوایای سکان مثبت و منفی انجام شده است و همچنین شبیه سازی مانور دور زدن برای شناور تندرو صورت پذیرفته است. در نهایت نتایج عددی بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه گردیده و دقت آنها ارزیابی شده است. بر اساس نتایج حاصله استفاده از مدل ریاضی توسعه داده شده برای شبیه سازی مانور مستقیم و غیر مستقیم مقدار مجاز مطرح شده در آیین نامه را پاس می کند، برای شبیه سازی مانور دور زدن، نتایج بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تست تجربی کمتر از ده درصد اختلاف دارد. در نهایت حساسیت سنجی بر روی اندازه سکان در مانور دور زدن شناور تندرو و تاثیر آن بر روی میزان دایره چرخش شناور تندرو انجام شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of planing craft maneuverability using numerical modeling

نویسندگان English

Sajad Hajizadeh 1
Mohammad Saeed Seif 2
Hamid Mehdigholi 3
چکیده English

Ship maneuvering in calm water and waves are important topics to avoid collisions and broaching, therefore reliable ship maneuvering simulations are required for incident analysis and prevention. The maneuverability of planing crafts has been the subject of many research projects during the last few decades. To assess the maneuverability of planing crafts at the early design stage, reliable simulation models are required. Traditionally, these tools have used empiric descriptions of the forces and moments on the planing craft’s hull. However, nowadays new numerical modeling techniques are available enabling more reliable predictions of the maneuvering behaviour of planing crafts. Ship maneuvering performance evaluation is essential in primary design stages. Ship maneuvering calculations, horizontal plane motion control and development of maneuvering simulators need a mathematical description of ship maneuvering. In the recent years, different mathematical models are suggested for maneuvering of displacement vessels that are capable of estimation of vessel maneuvers with acceptable precision. But simulation of planing craft maneuverability through mathematical model is not common yet and is the subject of future research. In this paper different maneuvers are executed through the mathematical model. Then the mathematical model is solved and different maneuvers are simulated. Simulations are validated by model tests. Finally the influence of rudder angle on maneuverability of planing ship is studied. Different between simulation results and experimental are lower than ten percentages. At the end of this paper the effect of the rudder dimension on the tactical diameter of planing ship in turning maneuvering is evaluated.

کلیدواژه‌ها English

Maneuvering
Modeling
Planing Ship