تحليل عددي نيروهاي آيروديناميكي وارد بر يك شناور تندرو سرشي تك بدنه در محدوده سرعت 40 تا 100 نات و زواياي تريم مختلف

Numerical analysis of aerodynamics for a monohull high speed planning vessel in the range of 40 to 100 Knots and different trim angles

هر چند كه در فرايند طراحي كشتي ها بيشترين توجه به محاسبه نيروهاي مقاومت در آب مي شود ليكن براي شناورهاي سرشي كه حين حركت كمترين ميزان آبخور ديناميكي را دارند عمده ارتفاع بدنه در معرض جريان هوا قرار مي گيرد و خصوصا اگر سرعت هاي اين نوع شناورها ‌بالاتر از حدود 40 نات باشد، سهم نيروها و بارهاي آيروديناميكي وارد بر بدنه قابل توجه بوده و قابل صرفنظر نمي باشند. بنابراين طراحي فرم بدنه رو سازه (سوپر استراكچر) ازنظر آيروديناميكي براي شناورهاي تندرو مهم خواهد بود. در اين مقاله با استفاده از روش‌ ديناميك سيالات عددي، ميدان جريان آيروديناميك حول يك شناور تندرو براي دامنه سرعت 40 تا 100 نات حل عددي شده است. معادلات حاكم بر جريان سيال به همراه مدل توربولاسي و گذار SST Transition حل عددي شده است. نيروي ليفت آيروديناميكي، درگ، خطوط جريان، نواحي جدايش و گردابه هاي ايجادشده در اطراف شناور و توزيع فشار از خروجي هاي اين تحليل بوده و در نهايت توان اتلافي توسط نيروي درگ آيروديناميكي مشخص شده است.

Although, calculating of the hydrodynamic resistance is an important activity in design process of conventional ships, but for the planning vessels that usually has a minimum draft in planning phase and most of the vessel's body is subjected to the wind flows and the aerodynamics can not be neglected. it is more important for the vessels are moving at higher speeds than about 40 knots. At these cases, form design of the vessel’s superstructure would be important. At this paper, using the computational fluid dynamics the aerodynamic flow about a monohull planning hull in the range of 40 to 100 knots are simulated numerically. The governing equations of mass and momentum conversations and the SST –Transition turbulence model are utilized. Aerodynamic loading such as the lift and drag forces and the aerodynamic’s lost of power are calculated and the contours of pressure and flow fields are also presented.