شبیه‌سازی عددی اثر ابعاد تیرخن بر مشخصه‌های جریانی حرکت چرخش عرضی کشتی در سیال لزج

Abstract

در این مقاله، بدنه کشتی با ابعاد مختلف تیرخن برای شبیه‌سازی حرکت چرخشی عرضی کشتی در حضور و عدم حضور سرعت پیشروی آن به منظور بررسی توزیع فشار و گشتاور هیدرودینامیکی اعمالی به سطح بدنه کشتی مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج عددی به دست آمده از نرم‌افزار فلوئنت با دقت بسیار بالا با داده‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. در این شبیه‌سازی از فرضیات تئوری جسم باریک و روش سطح آزاد با گردابه تصادفی استفاده شد. نشان داده شد که با افزایش سطح تیرخن، فشار و گشتاور هیدرودینامیکی اعمالی بر سطح بدنه کشتی کاهش می‌یابد. توزیع فشار روی سطح تیرخن در جهت طولی بدنه کشتی برای کشتی در حال نوسان چرخش عرضی ساکن، تقریبا یکنواخت است. با افزایش سطح تیرخن، فشار اعمالی به آن افزایش می‌یابد. با افزایش سرعت کشتی، فشار روی سطح تیرخن افزایش یافته ولی اختلاف فشار بین سطح بالایی و پایینی تیرخن، کاهش می‌یابد که در نتیجه سبب می‌شود تا گشتاور هیدرودینامیکی اعمالی به سطح بدنه کشتی و دامنه نوسانات زاویه چرخش عرضی آن کاهش یابد.