بررسی اثرات جابجایی مرکز ثقل و تغییر زاویه عرضی کف شناور پروازی بر عملکرد دینامیکی شناور

Abstract

هدف از این مقاله بررسی اثر تغییر زاویه عرضی کف شناور و جابجایی مرکز جرم آن در عملکرد دینامیکی شناور پروازی در امواج است. دامنه حرکات در شناورهای پروازی، معیاری از عملکرد شناور است که با چیدمان اجرام و همچنین انتخاب زاویه عرضی کف تغییر می‌کند و در این تحقیق اثرات آن بررسی شده است. برای بررسی نیروهای وارد بر شناور از تئوری نواری زارنیخ استفاده شده و بر اساس آن یک برنامه در محیط نرم‌افزار MATLAB نوشته شده است. در این برنامه با فرض برخورد امواج منظم از روبه‌رو به شناور و تقسیم بدنه به مقاطع عرضی مساوی، نیروی هیدرودینامیکی در هر کدام از این مقاطع محاسبه شده و حرکت دینامیکی شناور توسط معادلات شش درجه آزادی استخراج شده است. برای تعیین صحت نرم‌افزار، مقایسه‌ای بین نتایج مربوط به آزمون تجربی فریدسما با نتایج تحلیل حاضر انجام شده و سپس به بررسی اثرات پارامترهای زاویه عرضی کف شناور و مرکز ثقل پرداخته شده است. در این مقاله نشان داده شده است که با افزایش زاویه عرضی کف از 10 تا 40 درجه، دامنه حرکات پیچ از 16/0 به 18/0 رادیان و دامنه حرکات هیو از 31/0 به 37/0 فوت افزایش پیدا می‌کند. با نزدیک کردن مرکز جرم شناور به انتهای آن، از مرکز شناور تا 30% طول کل، دامنه حرکات پیچ از 15/0 به 22/0 رادیان و دامنه حرکات هیو از 32/0 به 46/0 فوت افزایش پیدا می‌کند و نزدیک شدن بیش از 30% به انتهای آن باعث عدم تعادل شناور خواهد شد.