بررسي الگوي موج اطراف يك شناور پلنينگ استپ‌دار

Investigation of Wave Pattern Around a Stepped Planning Hull

امروزه، كاهش درگ در شناورهاي تندروي تك‌بدنه به منظور دست‌يابي به سرعت‌هاي بالا امري مهم بوده و بسيار مورد توجه مي‌باشد. كاهش درگ، با استفاده از روش‌هايي مانند پوشش‌هاي مختلف، نصب تجهيزات متفرقه و تغيير در فرم بدنه‌ي شناور تندرو ميسر مي‌شود. از جمله روش‌هاي كارآمد در اين زمينه مي‌توان به ايجاد استپ در كف شناور پلنينگ اشاره كرد كه در سرعت‌هاي بالا، باعث كاهش سطح خيس و در نهايت كاهش قابل ملاحظه درگ مي‌شود. تاكنون، اكثر مطالعات بر روي پارامتر‌هاي هيدروديناميكي شناور‌هاي استپ‌دار انجام شده‌اند و كمتر به بررسي الگوي موج توليدشده‌ي اطراف اين شناورها پرداخته شده است. در اين مقاله، الگوي موج توليدشده در اطراف يك شناور پلنينگ استپ‌دار به روش عددي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. براي اين منظور، از معادلات RANS همراه با مدل اغتشاشي k-? براي شبيه‌سازي جريان مغشوش حول بدنه‌ي شناور استپ‌دار استفاده مي‌شود. سطح آزاد جريان نيز با بكارگيري مدل دوفازي VOF مدل‌سازي مي‌شود. براي اعتبارسنجي، مقايسه‌اي بين نتايج عددي به دست آمده از اين روش و نتايج به دست آمده از روابط نيمه‌تجربي ارايه‌شده توسط ساويستكي براي پروفيل وِيك ايجادشده در پاشنه‌ي شناور انجام مي‌شود. اين مقايسه سازگاري نسبتاً خوبي را بين اين دو روش نشان مي‌دهد.

Today, the drag reduction in high speed planning hull vessel, in order to achieve higher speeds, is of great importance and there is a considerable interest to it. Drag reduction becomes possible through using various coating methods, installation of various equipments and changes in the hull form. Using step at the bottom of the hull is one of the most efficient methods to reduce drag. So far, most studies have been conducted on the hydrodynamic behavior of stepped planning hull, and wave pattern created around the hull has been less studied. In this paper, wave pattern around a stepped planning hull is investigated by numerical method. For this purpose, the RANS equations with k-? turbulence model are implemented to simulate the turbulent flow around the hull. The VOF model is also used to model free surface. A comparison between the results of present simulation and Savitskyʹs empirical formula for wake profile was done, that showed a good agreement between the two methods.