فهرست مطالب

نشریه مهندسی شناورهای تندرو
پیاپی 54 (بهار و تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/07/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرخناز زلفی، سجاد حاجی زاده* صفحات 4-12
    در یک قرن اخیر با پیشرفت تکنولوژی و با توجه به لزوم افزایش سرعت در جابجایی ها و حمل ونقل های دریایی، توجه به سیستم های رانش با بازدهی بالا افزایش چشمگیری داشته است. نکته حایر اهمیت آن است که در این راستا، مباحث مرتبط با افزایش تراست به منظور افزایش سرعت، همواره مورد نظر بوده است. یکی از روش های مرتبط، طراحی و انتخاب سیستم پیشرانش مناسب و در کنار آن انتخاب پروانه ای با بازدهی قابل توجه می باشد. در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی به کمک نرم افزار STAR CCM+ به شبیه سازی عددی یک پروانه دریایی چهار پره ای مغروق پرداخته شده است و اثرات این نوع از پروانه ها بر پارامترهای کلیدی راندمان، ضریب گشتاور و ضریب تراست بر حسب ضریب پیشروی بررسی و با نتایج آزمایشگاهی موجود، مقایسه گردیده است و تطابق خوبی بین نتایج عددی بدست آمده و نتایج تجربی موجود مشاهده شده است. بیشترین اختلاف بین راندمان بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود 15 درصد بوده است که در ضریب پیشروی 1.4 رخ داده است.
    کلیدواژگان: تحلیل عددی هیدرودینامیکی، پروانه کشتی، ضریب تراست، ضریب گشتاور، دینامیک سیالات محاسباتی
  • مسلم نجفی*، محمد حسین کریمی صفحات 14-24
    امروزه ساختارهای ساندویچی متشکل از هسته بالسا و پوسته های کامپوزیتی به طور گسترده ای در تولید سازه های دریایی سبک وزن و مستحکم مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، بالسا به عنوان یک ماده آب دوست به رطوبت حساس بوده و نفوذ رطوبت از طریق پوسته های کامپوزیتی آسیب دیده به درون ساختارهای ساندویچی منجر به جذب آب شدید، فساد هسته بالسا و بروز تورق در ناحیه اتصال پوسته به هسته خواهد شد. در این پژوهش به منظور بهبود تحمل آسیب ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا، ایده استفاده از چندلایه های الیافی-فلزی بجای پوسته های کامپوزیتی مطرح شده است. به این ترتیب، پس از ارزیابی رفتار جذب آب این نوع ساختارهای ساندویچی، نمونه های ساخته شده از هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی تحت بارگذاری فشاری قرار گرفته و مقادیر بحرانی کمانش تعیین شد. علاوه بر این، جهت تعیین میزان تاثیر پوسته بر خواص مکانیکی این نوع ساختارها، نمونه هایی با هسته مشابه و پوسته کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه/اپوکسی نیز تهیه شده و تحت آزمایش های مشابه قرار گرفتند. نتایج آزمون های تجربی نشان می دهد که ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی در مقایسه با انواع متداول ساختارهای ساندویچی با پوسته کامپوزیتی جذب آب کمتر و رفتار مکانیکی بسیار مناسب تری از خود بروز می دهند.
    کلیدواژگان: ساختارهای ساندویچی، چندلایه های الیافی-فلزی، بالسا، رفتار کمانشی
  • هاشم مرادی*، احمد رهبر رنجی، حسن حدادپور صفحات 26-35
    نیروی برخورد با آب ناشی از اسلمینگ یکی از نیروهای مهمی است که ممکن است پاسخ هیدروالاستیک سازه شناور به آن قابل توجه باشد. مدل کردن این پدیده و اندرکنش متقابل نیرو هیدرودینامیکی و تغییرشکل سازه از مسایل چالشی در سازه های دریایی و نشست روی آب وسایل پروازی است. در این مقاله، با استفاده از مدل هیدروالاستیک موجود که برای برخورد ورق با آب ارایه شده است اثر مشخصه های سینماتیکی شامل سرعت های عمودی، زاویه ای و افقی و همچنین زاویه شیب، بر پاسخ هیدروالاستیک ورق بررسی می شود. علاوه بر آن، با استفاده از پارامترهای بدون بعد بدست آمده از مشخصه-های سینماتیکی، شرایطی که اثر سرعت افقی و زاویه شیب در برخورد مایل ورق با آب ناچیز است، تعیین گردید. در این شرایط برخورد ورق به سمت برخورد قایم با زاویه شیب صفر میل می کند. یافته ها نشان می دهد که در هر دو برخورد عمودی و مایل، افزایش سرعت عمودی پریود نوسانات را کم می کند و رابطه ماکزیمم تغییرشکل با سرعت عمودی و سرعت زاویه ای بصورت خطی است.
    کلیدواژگان: مشخصه های سینماتیکی، ورق الاستیک، برخورد با آب، پاسخ هیدروالاستیک، تغییرشکل ورق
  • هادی عیوضی باقری*، حمید گرجی، محمدرضا شبگرد، سلمان نوروزی صفحات 36-43
    با اینکه فرآیند تخلیه الکتریکی یک فرآیند براده برداری است اما اخیرا سعی می شود از این روش برای عملیات سطحی نیز استفاده گردد، لذا با توجه به جدید بودن این روش، تحلیل مکانیزم ایجاد فرآیند آلیاژسازی به روش تخلیه الکتریکی بسیار حایز اهمیت است. آلیاژهای پایه نیکل به علت داشتن مقاومت عالی در برابر محیط های خورنده مخصوصا در دماهای بالا کاربرد زیادی دارند و بویژه در محیط هایی که فولادهای ضدزنگ و دوپلکس کارایی خود را از دست می دهند، جایگزین می گردند. این مقاله ابتدا مکانیزم روش آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی را مورد بحث قرار داده و سپس به عنوان یک کار تجربی، آلیاژسازی سطحی آلومینیوم با آلیاژ نیکل - مس (مونل 400) جهت بهبود خواص سطحی آن را مورد بررسی قرار داده است. لذا پارامترهای زمان روشنی پالس و شدت جریان الکتریکی به عنوان پارامترهای ورودی و عمق لایه سخت شده به عنوان متغیر خروجی در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد استفاده از الکترود مونل 400 با قطبیت منفی به عنوان الکترود آلیاژساز یک روش موفق جهت بهبود خواص سطحی آلومینیوم می باشد بطوریکه علاوه بر حذف لایه های مضر حاصل از ماشین کاری تخلیه الکتریکی باعث بهبود خواص سطحی آلومینیوم از جمله سختی سطح می شود.
    کلیدواژگان: تخلیه الکتریکی، آلیاژسازی سطحی، مونل 400، آلومینیوم
  • آرمان زارع*، جلیل فریدونی، مهدی خراسانچی صفحات 44-59
    امروزه استفاده از سیستم های متعادل کننده حرکت ازجمله اینترسپتور و تریم تب بخصوص در شناورهای پروازی همواره موردتوجه طراحان در این حوزه بوده است. این سیستم ها با تاثیرات مطلوبی که بر عملکرد هیدرودینامیکی این نوع شناورها نظیر کاهش مقاومت و زاویه تریم دارند، می توانند باعث افزایش راحتی خدمه و کاهش مصرف سوخت گردند. در مطالعه حاضر سعی شده است که تاثیر وجود اینترسپتور بر عملکرد هیدرودینامیکی مدل "1/15" از نمونه اصلی شناور پروازی تک بدنه به طول 11 متر که به صورت تست تجربی در حوضچه کشش دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته را با شبیه سازی عددی توسط نرم افزار STAR-CCM+ انجام داده و با داده های تجربی موجود مقایسه گردد. نتایج نشان می دهد که نصب اینترسپتور بر روی شناور پروازی در مقایسه با حالت عادی باعث کاهش مقاومت به مقدار حداکثر 9/4 درصد در حالتی که شناور به حالت پروازی درآمده است گردد و بخصوص کاهش در تریم دینامیکی که علت آن جابجایی مرکز فشار به سمت ترنزوم است. کلمات کلیدی: سیستم های متعادل کننده حرکت؛ اینترسپتور؛ شناورهای پروازی؛ عملکرد هیدرودینامیکی؛ کاهش مقاومت؛ زاویه تریم؛ شبیه سازی عددی؛ نرم افزار STAR-CCM+
    کلیدواژگان: سیستم های متعادل کننده حرکت، اینترسپتور، شناورهای پروازی، عملکرد هیدرودینامیکی، کاهش مقاومت، زاویه تریم، شبیه سازی عددی، نرم افزار STAR-CCM+
  • محمود رضا عباسی کاریزبالا* صفحات 60-66
    آگاهی از تغییرات تراز سطح آب در اثر پدیده کشند و پیش بینی آن به دلیل تاثیری که در حوزه های مختلف مانند ناوبری، فعالیت های مهندسی ساحلی و دور از ساحل، حمل و نقل دریایی، شیلات، مدیریت بنادر دارد، بسیار مهم است. بنابراین نظر به اهمیت این پدیده در کلیه فعالیت های مرتبط با دریاها و سواحل، ضروری است که با استفاده از تکنیک ها و روش های مناسب بتوان این پدیده را در نقاط مختلف به صورت مناسبی مورد شناسایی قرار داد و یا به عبارت بهتر پیش بینی نمود. از اینرو در این مقاله به بررسی پیش بینی کشند در سواحل خلیج فارس با استفاده از مدل کشندی TMD با هدف مطالعه قابلیت های این جعبه ابزار در پیش بینی تراز سطح آب در سواحل خلیج فارس پرداخته ایم. نتایج پیش بینی های صورت گرفته توسط نرم افزار TMD در ایستگاه های مورد بررسی در مقایسه با جداول کشندی سازمان نقشه برداری کشور در خلیج فارس از دقت مناسبی برخوردار است. همچنین مولفه های کشندی حاصل از این جعبه ابزار در خلیج فارس کاملا با نتایج پژوهش های معتبر بین المللی منطبق است.
    کلیدواژگان: خلیج فارس، کشند، TMD، تراز سطح آب
|
  • Farahnaz Zolfi, Sajad Hajizadeh * Pages 4-12
    In the last century, with the advent of technology and the need for increased speeds in maritime transport, pay attention to the high-efficiency propulsion systems has increased dramatically. The important note in this regard is that, in order to increase speed discussions about that always have been the focus. One of the related methods is to, design and select the appropriate propulsion system and to select the propeller with remarkable efficiency. In this paper, numerical simulation of a four blade submerged propeller using the computational fluid dynamics method with the help of STAR CCM + software has been performed and the effects of these kinds of propellers on the key parameters of efficiency, torque coefficient and the thrust coefficient is evaluated in terms of the advance ratio and compared with the available experimental results and good agreement between the numerical results and the existing experimental results is observed. The largest difference between the efficiency obtained from the simulation and the experimental results was 15%, which occurred in the advance ratio of 1.4.
    Keywords: Numerical hydrodynamic analysis, ship propeller, thrust coefficient, torque coefficient, Finite Volume Method
  • Moslem Najafi *, Mohammad Hossein Karimi Pages 14-24
    Nowadays, sandwich structures based on balsa core and composite skins are widely used in the production of lightweight and high-strength marine structures. However, Balsa, as a hydrophilic material, is sensitive to moisture, and penetration of moisture through damaged composite skins into the sandwich structures will result in severe water uptake, balsa core decay, and delamination in skin/core interface. In order to improve the damage tolerance of sandwich structures with balsa core, the idea of using fiber metal laminates (FMLs) instead of composite skins has been proposed in this research. In this way, following the evaluation of the water absorption behavior of these types of sandwich structures, the specimens made of balsa core and FMLs skins were subjected to compressive loading and critical buckling values were determined. In order to investigate the effect of the skin on the mechanical properties of these structures, the specimens with similar core and composite skins made of glass/epoxy were also prepared and subjected to similar experiments. Experimental results show that sandwich structures with balsa core and FMLs skins exhibit less water absorption and much better mechanical behavior than conventional sandwich structures with composite skins.
    Keywords: Sandwich Structures, Fiber Metal Laminates, Balsa, Buckling Behavior
  • Hashem Moradi *, Ahmad Rahbar Ranji, Hassan Haddadpour Pages 26-35
    The water impact force caused by slamming is one of the important forces that the hydroelastic response of the craft's structure may be significant. Modeling of this phenomenon and the interaction between the hydrodynamic force and deformation of the structure are the challenging problems in offshore structures and water landing aircraft. In this article, the effect of kinematic characteristics including vertical, angular and horizontal velocities, as well as slope angle, on the hydroelastic response of the plate is investigated using the existing hydroelastic model presented for water impact. In addition, dimensionless parameters obtained the kinematic characteristics are employed to determine the conditions in which the horizontal velocity and inclination angle are significant or not during an oblique impact. In these conditions, the plate tends toward the vertical impact with the slope angle of zero. The findings show that increasing the vertical velocity reduces the oscillation period of deflection in both vertical and oblique impacts, and the relationships of maximum deflection with vertical velocity and angular velocity are linear.
    Keywords: kinematic characteristics, elastic plate, water impact, hydroelastic response, plate deflection
  • Hadi Eivazibagheri *, Hamid Gorji, Mohammad Reza Shabgard, Salman Nourouzi Pages 36-43
    Although the electrical discharge process is a material removal process, it is attempted to be used for surface operations as well, so considering the new method, it is important to analyze the mechanism of the electrical discharge surface alloying process. Nickel base alloys are widely used due to their high resistance to corrosive environments, especially at high temperatures, especially in environments where stainless steels and duplexes lose their performance. This paper first discusses the mechanism of surface alloying by electric discharge method and then, as an experimental work, examines the surface alloying of aluminum with nickel-copper alloy (Monel 400) to improve its surface properties. Therefore, the parameters of pulse on time and pulse current are considered as input parameters and the depth of hardened layer as output variable. The results of this study show that using Monel 400 electrode with negative polarity as an alloying electrode is a successful method to improve the surface properties of aluminum by eliminating harmful layers resulting from electrical discharge machining.
    Keywords: electrical discharge, surface alloying, Monel 400, Aluminum
  • Arman Zare *, Jalil Fereidooni, Mahdi Khorasanchi Pages 44-59
    Nowadays, designers have always been interested in the use of motion stabilizer systems, such as the interceptor and trim tab, especially for planing vessels. These systems can improve crew comfort and reduce fuel consumption with favorable effects on the hydrodynamic performance of these vessels, such as reduced resistance and trim angle. In the present study, the effect of the interceptor on the hydrodynamic performance of model scaled "1/15" a monohull vessel with 11 m long that was tested in the towing tank of Sharif University of Technology compared with numerical simulation by software STAR-CCM+. The results show that the installation of the interceptor on the vessel reduces the resistance to a maximum of %9.4 when the vessel is in planing mode and in particular the dynamic trim due to the shift of the center of pressure to the transom. Keywords: motion stabilizer systems؛ interceptor؛ planing vessels؛ hydrodynamic performance؛ resistance reduce؛ trim angle؛ numerical modeling؛ software STAR-CCM+
    Keywords: motion stabilizer systems, Interceptor, planing vessels, hydrodynamic performance, resistance reduce, trim angle, Numerical modeling, software STAR-CCM+
  • Mahmud Reza Abbasi Karizbala * Pages 60-66
    Knowledge of water level changes is due to the tide and its prediction is very important due to its impact on various areas such as navigation, offshore and offshore engineering activities, marine transport, fisheries, and port management. Therefore, due to the importance of this phenomenon in all activities related to seas and beaches, it is necessary to properly identify this phenomenon in different locations by using appropriate techniques and methods. Therefore, in this paper, we have investigated the tidal prediction of the Persia Gulf coasts using the TMD Persian Gulf coasts. The results of predictions made by TMD software in the study domain are very accurate compared to the tide tables of the Iran National Cartographic Center of the Persian Gulf. Also, the tidal components derived from this toolbox in the Persian Gulf are entirely consistent with internationally validated research results. these results were assessed by comparing of measurement data in some ports in the northern Persian Gulf.
    Keywords: Persian Gulf, tide, TMD, water level