توسعه يك مُدل رياضي غير خطي براي شبيه‎سازي رفتار

Development of a Nonlinear Mathematical Model to Simulate Two Stepped Planing Hulls Behaviors in Regular Waves

در سال‌هاي اخير، مُدل‌سازي ديناميك شناورهاي پروازي پله‌دار به يكي از مباحث مهم در هيدروديناميك شناورهاي تندرو تبديل شده است. در مقاله‎ي حاضر، يك مُدل ديناميكي براي حركات هيو و پيچ شناور‌هاي پروازي پله‎دار در آب مواج استخراج شده است. اساس مُدل رياضي، تيوري دو نيم‎بعدي و تغييرات مومنتوم در راستاي طول شناور مي‌باشد. مُدل رياضي ارايه‎شده، بدنه‎ي پروازي دوپله را به سه بخش تقسيم نموده و با فرض تيوري وِيك خطي در پله‌ها، جرم افزوده و سطوح خيس را تشخيص مي‌دهد. از آنجايي كه هيچگونه داده عددي و آزمايشگاهي براي ارزيابي ديناميك شناور پله‎دار در موج در دسترس نيست، صحت مُدل رياضي با استفاده از نتايج شناورهاي بدون پله در موج مورد ارزيابي قرار گرفته است. مقايسه‌ها بيانگر قابليت مُدل رياضي در ارزيابي مناسب ديناميك بدنه‌هاي پروازي در درياي مواج هستند. در نهايت، مُدل رياضي توسعه داده‎شده براي محاسبه‎ي ديناميك شناور دوپله در موج مورد استفاده قرار گرفته است و پارامترهاي موثر بر ديناميك شناور در موج مطالعه شده است.

In recent years, dynamic modeling of stepped planing hull has become one of important topics in hydrodynamics science. In this paper, a dynamic model has been extracted for heave and pitch motions of stepped planing craft in the raging water. The basic of mathematical model are 2D+t theory and momentum variation in boat’s length. Presented mathematical model divides the two stepped hull to three parts and by assuming linear wake theory for steps, added mass and wetted surfaces are recognized. Since, numerical and experimental data not available to evaluate dynamic of stepped planing hull in wave, accuracy of the mathematical model is evaluated using the result of non-stepped planing hull in wave. Comparisons prove the ability of presented mathematical model for suitable performance evaluation of two stepped hulls in raging water. Finally, mathematical model developed has been used to calculate dynamic of two stepped craft and parameters affecting has been studied on vessel dynamic in wave.