مطالعه عددي اثرات تغيير ارتفاع و موقعيت طولي پله، در يك ورق پروازي

A Numerical Study of the Effects of Changing the Height and Location of the Step on a Planing Flat Plate

براي اكثر شناورها، مقاومت اصطكاكي بدنه در آب، بيشترين سهم را در مقاومت كل كشتي دارد؛ بنابراين در چند دهه گذشته تحقيقات بسياري در زمينهي كاهش مقاومت اصطكاكي كشتي انجام‌شده است. در اين ميان، شناورهاي پله‌دار با كاهش قابل‌توجه در ميزان سطح خيس جايگاه ويژه‌اي در شناورهاي تندرو پروازي دارند. در اين پژوهش تاثير ايجاد تك پله عرضي در ورق تخت در آب آرام با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي بررسي و تحليل‌شده است. ابتدا شناور به‌صورت ورق پروازي درتريم و آبخور ثابت در آب آرام مدل شده است. با اضافه كردن پله عرضي به هندسه مدل، نسبت درگ اصطكاكي به ليفت كل ورق ارزيابي گرديده و نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي با نتايج موجود مقايسه شده‌اند. همچنين، تغييرات مقدار درگ اصطكاكي و طول سطح خيس در اثر جابجايي موقعيت طولي پله و تغيير در ارتفاع پله بررسي‌شده‌اند.

For most vessels, the frictional resistance of the hull in the water has the largest share in the total resistance of the ship, so in the past few decades much research have been done on reducing the frictional resistance of ships. Among these, stepped vessels with a significant reduction in the amount of wetted surface have a special place. In this study, the effect of a single transverse-step on a flat plate is investigated in calm water with computational fluid dynamics methods. First, the vessel is modeled as a planing flat plate in a fixed trim and draft. By adding a transverse step to the geometry of the model, the proportion of frictional drag to the lift is calculated and compared with the other results. Also, changing the amount of frictional drag and wetted surface due to the changing of the longitudinal position and height of the step are investigated.