مطالعۀ تجربی کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی یک شناور کاتاماران به‌روش تزریق حباب

Abstract

افزایش سرعت و برد سامانه‌های هیدرودینامیکی که درنهایت به افزایش عملکرد می‌انجامد، از اهداف بسیار مهم در طراحی به شمار می‌آید. از طرفی لازمة این افزایش، کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی است. یکی از روش‌های فعال برای کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی، تزریق حباب روی سطح وسیله است. این روش بازده بسیار بالایی دارد، در مقایسه با سایر روش‌ها، مسئله آلودگی محیط‌زیست نداشته و به‌راحتی روی سامانه‌های هیدرودینامیکی معمول نیز قابل‌اجراست. هدف اصلی در این پژوهش، مطالعه تجربی به‌کارگیری روش تزریق حباب به‌منظور کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی یک شناور سطحی و مشخص نمودن معیارهای تأثیرگذار در عملکرد این روش است. در ابتدا یک مدل 1 به 25 از شناور کاتاماران به طول 70 سانتی‌متر از جنس پلکسی‌گلاس و با استفاده از تکنیک برش لیزر، ساخته شده، سپس تزریق کننده‌های حباب طراحی شده و به همراه تجهیزات لازم مربوط به سنجش نرخ هوای تزریقی در سه موقعیت مکانی مختلف در نواحی سینه، میانی و پاشنه در ناحیه کف بدنه نصب شده است. تست‌های مربوط به اندازه‌گیری مقاومت شناور، در حوضچه کشش و با استفاده از امکانات آزمایشگاهی مانند ارابه کشش برای دو مدل شناور کاتاماران همراه با سامانه تزریق حباب و بدون سامانه تزریق حباب در محدوده عدد فرود 0/44 تا 1/48 انجام شده است، درنهایت تأثیر تزریق هوا بر میزان کاهش مقاومت شناور در اعداد فرود مختلف موردبررسی قرار گرفته‌اند. نتایج آزمایشگاهی بیانگر این موضوع است که روش تزریق حباب در گسترۀ اعداد فرود تست شده به کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی وارد بر مدل شناور کاتاماران منجر شده است. از طرفی با افزایش عدد فرود میزان قابلیت روش تزریق حباب در کاهش نیروی پسای مدل کاهش یافته و از 21/15 درصد در عدد فرود 0/54 به 11/8 درصد در عدد فرود 1/25 رسیده است.