بررسي اثر افزودن تونل بر نيروي درگ در شناور تندرو

Drag reduction in a high-speed planing hull using tunnels

با توجه به كاربردهاي مختلف شناورهاي تندرو، تقاضا براي استفاده از اين شناورها افزايش يافته است. يكي از اهداف مهم در راستاي طراحي و ساخت اين دسته از شناورها، دست‌يابي به سرعت‌هاي بالاتر مي‌باشد؛ لذا روش‌هاي مناسب كاهش درگ، كمك شاياني جهت نيل به اين هدف خواهند نمود. روش‌هاي گوناگوني به منظور كاهش درگ در شناورهاي تندرو معرفي شده‌اند كه يكي از اين روش‌ها تغيير در شكل بدنه به واسطه ايجاد تونل‌هاي جانبي طولي در بدنه شناور مي‌باشد. در اين روش شكل معمول (تك بدنه‌) اين دسته از شناورها تغيير مي‌كند. در اين مطالعه اثرات افزودن تونل به يك شناور پلنينگ تك بدنه با هدف كاهش درگ مورد بررسي قرار گرفته است كه براي اين منظور از نرم‌افزار تجاري انسيس-فلوينت استفاده شده است. براي بررسي توزيع دو فاز سيال از روش حجم سيال استفاده مي‌شود. نتايج نهايي در قالب تاثيرات تونل بر روي كاهش درگ و نيز تغييرات زاويه تريم شناور در دوحالت بدون تونل و با تونل، براي سرعت‌هاي ورودي مختلف برمبناي محدوده عدد فرود از 1 تا 62/5 ارايه شده‌اند. با توجه به نتايج به دست آمده از تحليل‌ها، افزودن تونل‌هاي جانبي تاثير قابل ملاحظه‌اي بر روي كاهش درگ خواهد داشته، به طوري كه در سرعت 30 متربرثانيه حدود 16 درصد كاهش درگ مشاهده شده است.

Various applications of the high speed boats have increased demand for it. One of the important objectives in the design of high speed boats is to use proper methods in order to achieve higher speeds. Methods for drag reduction will help to reach this aim. Lots of methods have been introduced in order to decrease the drag in the high speed boats. One of these methods is to create the longitudinal lateral tunnels in the body of the boat. In this method normal shape (mono-hull) of these boats will be changed. In the current study, effects of the added tunnels in a mono-hull planning boat have been studied in order to decrease the drag force. The ANSYS-FLUENT commercial software has been used as a numerical solver. Distribution of the two phases of the fluid is investigated, using the Volume Of Fluid (VOF) model. The drag forces and trim angle of both the original and modified Cougar hulls were obtained for various forward speeds, corresponding to the original hull length based Froude numbers ranging from 1.00 to 5.62. The results show 16% reduction in the total drag for the modified hull at the forward speed of 30 m/sec.