محاسبه درگ شناور دوزیست تحت اثر امواج دریا با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نویسندگان

1 دانشجو دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان

2 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان

3 استاد ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان

4 دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان

doi
چکیده

هواناو­ها وسایل دریایی دوزیستی هستند که قابلیت حرکت بر روی سطح آب و زمین را دارند. در این مقاله درگ هواناو در سرعت­های مختلف و در سه حالت محاسبه شده است. حالت اول شناور کاملاً مغروق در هوا، حالت دوم شناور بالاتر از سطح زمین و حالت سوم با درنظرگرفتن امواج در زیر شناور است. در حالت­های دوم و سوم مدل‌سازی عددی با فواصل مختلف شناور از زمین یا دریا انجام شده است. شبیه‌سازی در حالت­های اول و دوم به‌صورت تک‌فازی و در حالت سوم به‌صورت دوفازی انجام شده است. شبیه‌سازی در حالت­های تک‌فازی و دوفازی به ترتیب به تعداد 14 و 16 مورد صورت گرفته است. در مجموع سی شبیه سازی انجام شده، مطالعه پارامتریک بر متغیرهای عمق آب، طول و ارتفاع موج، سرعت شناور و فاصله از سطح در نظر گرفته شده­اند. شبکه بندی دامنه حل از نوع تریمر و ساختار یافته در نرم افزار استار سی سی ام تولید و جهت حل عددی از روش حجم محدود در نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. برای مدلسازی آشفتگی در حالت تک فازی از مدل توربولانسی  استاندارد و در حالت دو فازی از مدل  استفاده شده است. جهت شناسایی و شبیه سازی سطح آزاد جریان در حالت سوم، روش کسر حجمی سیال بکار برده شده است. به منظور اعتبارسنجی، مدلسازی عددی درگ شناور کانتینربر KCS انجام شد و مقایسه نتایج عددی با آزمایشگاهی از مطابقت خوبی برخوردار بودند. نتایج نشان دادند که افزایش ارتفاع امواج باعث کاهش و افزایش طول موج باعث افزایش نیروی درگ می­شود. همچنین کاهش فاصله از سطح باعث کاهش نیروی درگ می­گردد.