بهینه سازی پروانه شناور سطحی رزمی برای کمینه نمودن مصرف سوخت

نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

بهینه سازی پروانه همواره یکی از جنبه­های مهم طراحی پروانه می­باشد. کاهش مصرف سوخت در شناور ها نیز یکی از جنبه های مهم طراحی است و اگر شناور و سیستم رانش درست طراحی نشده باشند، هزینه های زیادی را به دنبال دارد. در شناورها ممکن است وضعیت های مختلفی برای سیستم رانش در نظر گرفته شود تا در ماموریت های مختلف، شناور بهترین عملکرد را داشته باشد. در این مقاله یک روش جدید برای طراحی سیستم رانش ارائه می­شود و سه وضعیت مختلف سیستم رانش در وضعیت معمولی که تنها از یکی از موتورها و وضعیت نیمه قدرت در سرعت­های متوسط و وضعیت تمام قدرت که به ترتیب از دو و چهار موتور استفاده میشود، در نظر گرفته می­شود. همچنین، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، سیستم رانش شناور به منظور افزایش بازدهی، تراست و کاهش گشتاور با لحاظ اسکیو، کاویتاسیون و تنش طراحی می­شود و بهترین سرعتی که در آن شناور دارای کمترین مصرف سوخت است، بدست می­آید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization Of A Military Ship Propeller To Minimize Fuel Consumption

نویسندگان [English]

  • H Ghasemi 1
  • H Zakerdoust 2
چکیده [English]

The optimization of propeller has always been one of the most important aspects of propeller design. Reducing fuel consumption is also an important aspect of ship and propulsion system design to reduce the costs. The proposed design methodology represents a new approach to evaluate the propeller design by considering the various aspects. The propeller is optimized through well-known genetic algorithm (GA) by considering the fuel consumption along with system performance characteristics and constraints such as trust, torque, stress, cavitation, efficiency and skew angle to the best forward speed with minimum fuel consumption is resulted.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Minimization of fuel consumption
  • propeller optimization
  • genetic algorithm
[1]  Y. Lee and C. Lin, Optimized Design of Composite Propeller, Mechanics of Advanced Materials and Structures, Vol. 11, No. 1, 2004, pp. 17-30

[2]  J. Chen and Y. Shih, Basic Design of a Series Propeller With Vibration Consideration By Genetic Algorithm,  Marine  Science and Technology,  Vol.  12, No. 3,  2007, pp.119-129

[3]  Kuiper G., 2010. New developments and propeller design. J. Hydrodyn., Ser. B 22 (5), 1368–1381.

[4]  Gaafary M., El-Kilani H., Moustafa, M., 2011. Optimum design of B-series marinepropellers. Alexandria Eng. J. 50 (1), 13–18.

[5]  Xie G., 2011. Optimal preliminary propeller design based on multi-objectiveoptimization approach. Proc. Eng. 16, 278–283.

[6]  Motley M, Nelson M, YoungY. Integrated probabilistic design of marine propulsors to minimize lifetime fuel consumption.OceanEngineering, 12;45:1–8.

[7]  Nelson M., Temple, D., Hwang, J., Young, Y., Martines, J., and Collette, M.., 2013 Simultaneous Optimization of Propeller-Hull Systems to Minimize Lifetime FuelConsumption. Applied Ocean Research, 43:46–52.

[8]  Greeley DS, Kerwin JE (1982) Numerical methods for propel-ler design and analysis in steady fl  ow. SNAME Trans 90:415–453

[9]  Benini E (2003) Multiobjective design optimization of B-screw series propellers using evolutionary algorithms. Mar Technol 40:229–238

[10]          Suen J-B, Kouh J-S (1999) Genetic algorithms for optimal series propeller design. In: Proceedings of the third international conference on marine technology, ORDA 99. Szczecin, Poland

[11]          Karim MM, Ikehata M (2000) A genetic algorithm (GA)-based optimization technique for the design of marine propel-lers. In: Proceedings of the propeller/shafting 2000 symposium. Virginia Beach, USA

[12]          J. Ghose and R. Gokarn, Basic Ship Propulsion, Delhi: Allied Publishers, 2004

[13]          H. Ghassemi, The Effect of Wake Flow and Skew Angle on the Ship PropellerPerformance, Scientia Iranica, Vol. 16, No. 2, 2009, pp. 149-158