تحليل تجربي و عددي تاثير عمق غوطه‌وري بر فركانس‌هاي طبيعي صفحه دايروي مقيد محيطي مغروق نزديك سطح آزاد آب

Experimental and numerical analysis of the effect of immersion depth on the natural frequencies of a bounded circular plate submerged near the water free surface

شناسايي رفتار ديناميكي و ارتعاشي سازه هاي دريايي در نزديك سطح آزاد دريا يكي از موضوعات مهم در بحث طراحي سازه هاي دريايي مي باشد. واضح است كه جنس محيط و اثرات اندركنش سازه و سيال بر رفتار ارتعاشي سيستم ها تاثيرگذار مي باشد. در چنين شرايطي كه سازه تحت تاثير اثرات نامتقارن محيطي قرار دارد، مطالعه رفتار سازه ها از پيچيدگي هاي بيش تري برخوردار خواهد بود. در اين مقاله اثرات عمق غوطه وري بر فركانس طبيعي مود اول يك ورق دايروي مقيد محيطي كه موازي با سطح آزاد آب قرار گرفته است به صورت تجربي و عددي مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است. تكنيك و روش به كار رفته در اين مقاله براي اندازه گيري تجربي فركانس هاي طبيعي يكي ديگر از نوآوري هاي اين تحقيق بوده است. تحليل هاي عددي به كمك نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. مقايسه نتايج عددي و اندازه گيري هاي تجربي، نشان دهنده وجود سازگاري بسيار خوب بين آنهاست. تحليل ها نشان مي دهد كه با افزايش عمق غوطه وري تا نسبت مشخصي از قطر ديسك به عمق غوطه وري، فركانس هاي طبيعي كاهش مي يابند و پس از آن تقريبا ثابت مي مانند.

ََAbstract Recognition of the dynamical behavior and vibrations of marine structures, submerged in vicinity of the water free surface, is one of the most important issues in design of the marine structures. It is obvious that physical properties of the ambient fluid have some influences on vibrational frequencies of the structures. For the structures that have exposed under the influences of asymmetric environmental conditions, prediction of their dynamical behaviors is more complicated. In this paper the effects of immersion depth on first natural frequency of a bounded circular plate that was placed parallel in vicinity of the water surface, are studied numerically and experimentally. Based on the author’s knowledge, the techniques used for exciting the plate and measurements of natural frequencies are innovations of this research. Numerical solutions are done by using of the ABAQUS software. Comparisons of the numerical and experimental results show a good consistency. The investigations showed by increasing of the immersion depth, so the ratio of the depth to plate diameter reached to a certain value, the natural frequencies were also decreased. After that it remained constant while the immersion depths of plate were increased.