بررسی روش‌های مختلف محاسبه دریامانی شناورهای تریماران جابجایی

نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد هیدرومکانیک کشتی، پژوهشکده‌ی علوم و فناوری دفاعی شمال، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،

2 کارشناسی ارشد معماری کشتی، پژوهشکده‌ی علوم و فناوری دفاعی شمال، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

شرایط محیطی دریا مانند موج و باد بر بسیاری از پارامترها و مشخصه‌های عملکردی شناور از جمله سرعت، ایمنی دریانوردی، نیروهای دینامیکی وارد بر سازه و غیره تاثیرگذار می‌باشد. پیش‌بینی حرکات شناور بمنظور برنامه-ریزی عملیاتی شناور و بهره‌گیری مناسب از آن، همواره مدنظر طراحان قرار دارد. در این مقاله حرکات دینامیکی یک شناور تریماران در سرعت طراحی، با استفاده از روش سه‌بعدی پانل‌بندی در نرم‌افزار مکسرف، مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین حرکات شناور با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در نرم‌افزار فلو‌تری‌دی، شبیه‌سازی گردیده است. جهت ایجاد موج نامنظم از طیف برت‌اشنایدر شرایط دریایی 5 استفاده می‌گردد. محاسبات روش پانل‌بندی در حوزه فرکانس انجام گرفته و محاسبات نرم‌افزاری دینامیک سیالات محاسباتی در حوزه زمان صورت گرفته است و پس از آن بوسیله تبدیلات فوریه و آنالیز فرکانسی از حوزه زمان به حوزه فرکانس تبدیل شده‌اند. جهت معتبرسازی محاسبات عددی انجام شده، نتایج تست مدل یک شناور تریماران مرجع مد نظر قرار داده شده‌ است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند روش پانل‌بندی ابزار مناسبی برای بررسی دریامانی شناورهای تریماران است و می‌توان از این روش برای شناورهای چندبدنه و شناورهای با فرم بدنه پیچیده، در حالت‌های مختلف دریانوردی مانند زاویه برخورد موج، سرعت شناور و شرایط موج مختلف، بهره برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of seakeeping analysis methods of trimaran displacement ships

نویسندگان [English]

  • Amin Nazemian 1
  • ali Maleki 2
  • Ali Maleki 1
2 Shomal Research Institute of Defense Science and Technology
چکیده [English]

Sea environmental conditions including wave and wind, influence the ship performance parameters like speed, safety, dynamics loads acting on ship srtucture and etc. ship motion prediction for proper vessel operational planning and utilization is considered by ship designers. In this article, motions of a trimaran ship in design speed are predicted by maxsurf software, 3D panel method. Besides, motions of trimaran ship are simulated by computational fluid dynamic (CFD) using Flow-3D software. In order to modeling the irregular waves in sea state 5, Bert schnider spectrum is used. 3D panel method calculations are implemented in frequency domain and CFD software calculations are implemented in time domain; then results are transformed from time domain to frequency domain by Fourier transform. for validation of calculations we used results of a reference tested model. according to achieved results the panel method is quiet well for investigation of trimaran motions and we can use it for complex hull forms and multihulls and in various maritime cases like wave encounter angle, ship speed and wave conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trimaran
  • Flow-3D
  • Seakeeping
  • Panel method

[1] Brizzolara,S. Capasso,M. Francescutto, A. “Effect of hulls form variations on hydrodynamic performances of a trimaran ship for fast transportation”. Proceedings  of the  7th International  conference  on  Fast  Sea Transportation, Saint Petersburg, Russia. 2005

[2] Sahoo,P,K. Lawrence,J. “The waves generated by a  trimaran”.  Proceedings  of  the  8th International Conference  on  the  Fast  Sea  Transportatioin, Saint Petersburg, Russia. 2005

[3] Yang,C. Soto,O. Löhner,R. Noblesse,F. “Hydrodynamic optimization of a trimaran”. Ship Technology Research, 49(2), 70-92. 2002

[4] Brizzolara,S. Capasso,M. Francescutto,A. “Effect of hulls form variations on the hydrodynamic performances in waves of a trimaran ship”. Proceedings of the 7th International conference on Fast Sea Transportation, pp. 7-14. Athens. Greece. 2003

[5] Chou,S,K. Wu,H,T. Wu,C,H. Hwang,J,L. “Investigation on seakeeping performance of the highspeed trimaran”. Proceedings of the 8th National Congress on Hydrodynamics, Ji-nan, China. 2008

[6] Sato,Y. Uzawa,K. Miyata,H. “Validation of motion prediction method for trimaran vessels”. Proceedings of the 9th International Conference on Numerical Ship Hydrodyanmics, Ann Arbor, MI, USA. 2007

[7] Salvesen, N. and Tuck, O.E. and Faltinsen, O. "Ship motions and sea loads", Transactions Society of Naval Architects and Marine Engineers, No. 78, pp250-287, 1970

[8] Gerritsma, J. Beukelman, W. "Analysis of the resistance increase in waves of a fast cargo ship", International Shipbuilding Progress 19, 1972

[9] Lee. W.H., John. H.D., Curphey. R.M., "Prediction of motion and hydrodynamic loads of catamarans", Marine technology 10(4), 392-405, 1973

[10] Lee. W.H., "The three-Dimensional analysis for the catamaran motions in waves", MS Thesis, National Cheng kung university, ROC (in Chinese), 2000

[11] Duan. W.Y., "Comparison of two seakeeping prediction methods for high speed multihull vessel", In proceeding of FAST 2001, Southampton UK, 2001

[12] Bingham. A.E.,Hampshir. J.K.,"Motions and loads of a trimaran traveling in regular waves", In proceeding of FAST 2001, Southampton UK, 2001

[13] Fang. M.C., Chen. T.Y.," Motions and sea loads for a trimaran ship traveling in waves", In proceeding of TEAM conference, Singapore, 2005

[14] Wu,C. Zhu,D. Gu,M. “Development of a viscous numerical wave tank and simulation of wave induced motions for a ship in regular head waves”. Proceedings of the 8th International Conference on Hydrodynamics (ICHD2008), Nantes, France. 2008

[15] Chang, M. S. 'Computation of Three-Dimensional Ship-Motions with Forward Speed', 2nd Int.  Conf. on Numerical Ship Hydrodynamics, Hiroshima, Univ. of California, Berkeley. 1977

[16] Guevel, P. & Bougis, J. 'Ship Motions with Forward Speed in Infinite Depth', Int. Shipbuilding Prog., Vol. 29. 1982

[17] Inglis, R. B. & Price, W. G. 'A Three Dimensional Ship Motion Theory- Comparison Between Theoretical Predictions and Experimental Data of Hydrodynamic Coefficients with Forward Speed', Trans. RINA, Vol. 124. 1982

[18] Hearn, G. E., Tong, K. C. & Lau, S. M. 'Hydrodynamic Models and Their Influence on Added Resistance Predictions', Proceedings of PRADS 87, Trondheim. 1987

[19] Wu, GX & Eatock Taylor, R. 'A Green's Function Form for Ship Motions at Forward Speed', Int. Shipbuilding Prog., Vol. 34. 1987

[20] Wu, GX & Eatock Taylor, R. 'The Numerical Solution of The Motions of a Ship Advancing in Waves', 5th Int. Conf. on Numerical Ship Hydrodynamics, Hiroshima. 1989

[21] Chan, H. S. 'Prediction of Motion and Wave Loads of Twin-Hull Ships', J. of Marine Structures, Vol. 6. 1993

[22] Akbari,K. Khedmati,M,R. Seif,M,S. “Experimental study on heave and pitch motion characteristics of a wave-piercing trimaran”. Transactions of Famena, XXXVIII-3. 2014

[23] Haskind, M. D. 'The Hydrodynamic Theory of Heaving and Pitching of a Ship, SNAME 1952

[24] Newman, J. N. (1977) 'Marine Hydrodynamics, MIT Press, Cambridge, Mass.

[25] Brard, R. 'The Representation of a Given Ship Form by Singularity Distribution When the Boundary Condition on the Free Surface is Linearized', J. of Ship Research, Vol.16, No.1, 1972

[26] Wu,C. Zhou,D. Gao,L. Miao,Q. ”CFD computation of ship motions and added resistance for a high speed trimaran in regular head waves” Inter J Nav Archit Oc Engng 3:105~110. 2011

[27] Flow-3D software, help, Flow Science Inc. 2010