احمدرضا کهنسال

هنگامی که شناور وارد آب کم عمق می شود مولفه های دینامیکی آن دچار تغییرات اساسی می شود. مهم ترین این اثرات وقوع پدیده اسکوات است که ترکیبی از فرورفتگی و تریم است. این پدیده که به دلیل کاهش فشار زیر بدنه به ویژه در ناحیه پاشنه رخ می دهد می تواند اثرات مهمی شامل افزایش شدید مقاومت و حتی به گل نشستن شناور را در پی داشته باشد. از آنجا که عملیات در آب کم عمق در بنادر، آبراهه ها، دریاچه ها و رودخانه ها برای بسیاری از شناورها اجباری است، پیش بینی رفتار هیدرودینامیکی شناور در این شرایط امری ضروری به نظر می رسد. در مطالعات متعددی اثرات آب کم عمق بر رفتار شناورهای جابجایی هم به صورت آزمایشگاهی و هم عددی مورد بررسی قرار گرفته است. کاربرد روزافزون این دسته از شناورها و همچنین پیچیدگی رفتار هیدرودینامیکی آن نسبت به شناورهای جابجایی انگیزه مناسبی برای مطالعه این موضوع ایجاد می کند. انجام آزمایش کشش مدل فیزیکی در شرایط آب کم عمق یکی از ایده های انجام بررسی است که به دلایل متعددی مانند اثر نامطلوب مدلسازی(عدم تشابه کامل دینامیکی بین مدل و نمونه اصلی)، هزینه و زمان بالای اجرا و دشواری مطالعه دقیق جریان در حین انجام آزمایش و همچنین امکان پذیر نبودن در مراحل اولیه طراحی، ابزار مناسبی برای این موضوع نیست. از طرفی روابط تجربی قابل اتکایی برای پیش بینی رفتار شناور در آب کم عمق به ویژه برای شناور تندرو وجود ندارد. در این پایان نامه سعی شده است که مقادیر مقاومت ، تریم و سطح خیس بدنه شناور پروازی را در حالت های آب آزاد ،آب کم عمق نامحدود و در مرحله ی آخر در حالت آب کم عمق محدود ( کانال کم عمق ) در سرعت های 5/0 ، 75/4 و 9 متربر ثانیه مورد بررسی و محاسبه قرار گیرد. انجام شبیه سازی شناور پروازی در موقعیت های فوق به کمک نرم افزار Star ccm انجام پذیرفت . در مرحله نهایی با استفاده از روش طراحی آزمایش نتایج کسب شده از شبیه سازی را به کمک برنامه Design Expert به صورت رابطه ریاضی جداگانه برای هرکدام از مقادیر مقاومت ، تریم و سطح خیس و با متغیر های شبیه سازی ( سرعت، عمق ، فاصله از دیواره ) استخراج گردیده است که این امکان را ایجاد می کند تا در شرایط دیگر بدون تحلیل عددی یا تجربی بتوان مقاومت، تریم و سطح خیس شناور پروازی را پیش بینی نمود. نتایج حاصل گواه بر این است که در آب آزاد افزایش سرعت به طور کلی ب