بهینه‌سازی چندهدفی در طراحی همزمان سیستم بدنه- پروانه شناور

Abstract

‌بهینه‌سازی سیستم پروانه-پروانه یک کشتی همواره یکی از جنبه‌های مهم طراحی به منظور کاهش هزینه‌ها، افت‌های مکانیکی و افزایش عمر قطعات سیستم بوده است. روش طراحی پیشنهادی رویکرد جدیدی برای ‌بهینه‌سازی همزمان سیستم پروانه - بدنه ارائه می‌دهد. در اینکار دو تابع هدف در نظر گرفته می‌شود. تابع هدف اول مصرف سوخت و تابع هدف دوم با نام تابع هزینه شامل تراست، گشتاور و بازدهی‌های آب آزاد و اسکیو می‌باشد. جهت انجام ‌بهینه‌سازی جامع، بدنه شناور و سیستم رانش بعنوان یک سیستم واحد و یکپارچه درنظر گرفته شده و از پروفیل ماموریت شناور برای مینیمم سازی هر دو تابع هدف در طول چرخه عمر شناور استفاده می‌گردد. پارامترهای کاویتاسیون و تنش پروانه نیز بعنوان قیود مسئله بکار گرفته شدند. الگوریتم تکاملی مشهور ان اس جی ای 2 جهت ‌بهینه‌سازی چندهدفی مسئله که در آن ابعاد و نسبت‌های اصلی پروانه و بدنه بعنوان متغیرهای طراحی درنظر گرفته می‌شوند به کار می‌رود. نتایج برای یک کشتی سری-60 که با سیستم پیشرانش شامل یک پروانه ‌سری-ب و موتور L51/60DF حرکت می‌کند ارائه می‌گردد. نتایج نشان داد که الگوریتم پیشنهادی یک روش مناسب و موثر برای طراحی همزمان پروانه - بدنه می‌باشد و منجر به کاهش قابل توجهی در هر دو تابع هدف گردیده است.