%34تخفیف

بررسی­رفتار مقاومت موج­­سازی زیر­دریایی در­نزدیکی سطح­­آزاد

تعداد93 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک

بررسی­رفتار مقاومت موج­­سازی زیر­دریایی در­نزدیکی سطح­­آزاد

چکیده:

شناورهای زیرسطحی با عبور از نزدیکی سطح آب، باعث ایجاد اغتشاشات و به‌هم‌ریختگی در سطح آزاد می­شود. انرژی مصرف­­­­­‌شده برای این منظور به مقاومت موج­سازی معروف است. در اینجا برای بررسی این پدیده از یک زیردریایی خودکار استفاده‌شده است. شناورهای زیرسطحی خودکار دارای کاربردهای وسیعی در حوزه­هایی نظیرمحافظت و مانیتورینگ خطوط لوله انتقال نفت و گاز از سطح دریا، مطالعات زیست‌محیطی مانند مهاجرت آبزیان، اندازه­گیری­های محیطیو نیز مقاصد نظامی هستند. در این میان، برای طراحی فرم بدنه این شناورها، عوامل مختلفی در نظر گرفته می­شود. از ابتدایی‌ترین این عوامل، مطالعه درباره مقاومت هیدرودینامیکی شناور زیرسطحی است. مقاومت هیدرودینامیکی شامل عوامل مختلفی نظیرلزجت سیال، نزدیک یا دوری از سطح (مقاومت موج­سازی) و یا شرایط مربوط به عمق آب است. در این رساله به بررسی عامل موج­سازی در مقاومت هیدرودینامیکی شناورهای زیرسطحیپرداخته­‌شده­است. مقاومت هیدرودینامیکی برای یک بدنه از شناور زیرسطحی در عمق­های مختلف و برای اعداد فرود مختلف بررسی و نتایج را با مقاومت شناور برای شرط آب عمیق مقایسه شده است. اختلاف میان این دو مقاومت برای سرعت­های برابر، مقدار مقاومت موج­سازی را بدست می­دهد. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد که مقاومت موج­سازی به‌شدت با عدد فرود شناور زیرسطحی ارتباط دارد؛ به‌طوری‌که برای اعداد فرود میانی، مقاومت موج­سازی سهم بسیار بالایی در مقاومت هیدرودینامیکی داردو با افزایش عدد فرود این مقاومت سهم ناچیزی از کل مقاومت هیدرودینامیکی را به خود اختصاص می­دهد. برای یک نتیجه کلی، می­توان نشان داد که برای مقاصد طراحی­های اولیه در شناورهای زیرسطحی با اعداد فرود بالا، به‌خوبی می­توان از شرط مرزی سطح آزاد، بدون از دست دادن دقت، صرف‌نظر کرد.

کلمات کلیدی: مقاومت موج­سازی، آنالیز سی اف دی، شناور زیرسطحی

عنوان

صفحه

فصل 1- مقدمه 2

1-1-معرفی 3

1-2-تاریخچهکارهایانجام‌گرفته 4

1-3-ساختارپایان‌نامه 7

فصل 2- مدل‌سازیبدنهوتولیدشبکهمحاسباتی 9

2-1-مقدمه 10

2-2-منحنیهایبی­اسپلاین 10

2-3-برازشمنحنی 12

2-4-سطحبی­سپلاین 12

2-5-مدل‌سازیهندسی 13

2-5-1- معادلاتبدنهای یو وی 13

2-5-2- ساختمنحنیمولد 13

2-6-تولیدشبکهمحاسباتی 16

2-6-1- دسته­بندیروشها 18

2-6-2- مش­بندیبی‌سازمان 20

2-6-3- روش‌هایمتلاشیکردنفضا 21

2-6-4-روشجبهه پیشرونده 25

2-6-5- فندلانی 27

2-6-6- اهمیتمش­بندیسازوار 30

2-6-7- تعریفحجمهایکنترل 31

2-6-8- روشمش­بندی 34

2-6-9- تخمینفاصلهاولیننقطهازبدنه 34

فصل 3- توربولانتوحلجریانسیال 36

3-1-مقدمه 37

3-2-معادلاتحاکمبرجریانسیال 38

3-3-روشحجمکنترلبرایحلمعادلهناویراستوکس 39

3-4-مدلچندفازیحجم سیال 39

3-5-جریان‌هایآراموتوربولانس 41

3-5-1- متوسط­گیریازمعادلاتناویراستوکس 43

3-5-2- مدل‌هایتوربولانسیبرپایهمعادلاترنز 45

3-5-3- مدل‌هایدومعادله­ای 46

3-6-تئوریدرگ 47

3-6-1- مقاومتاصطکاکی 47

3-6-2- مقاومتموج­سازی 49

3-7-حلدستگاهمعادلاتخطی 52

فصل 4- نتایج 54

4-1-مقدمه 55

4-2-مطالعهشبکه 55

4-3-مستند­سازینتایج 58

4-4-حلجریانآبعمیق 59

4-5-تحلیلسطحآزاد 60

4-5-1- عمق3/0متری 60

4-5-2- عمق4/0متری 63

4-5-3- عمق5/0متری 65

4-5-4- عمق7/0متری 67

4-6-تحلیلمقاومت 70

فصل 5- نتیجه­گیریوپیشنهادات ………………………………………………………………..73

فصل 6- پیوست 75

1-6برنامهAUVoffsetpts 76

فهرست شکل­ها

شماره و عنوان

صفحه

شکل‏1‑1 شناورریموس 5

شکل‏2‑1 یکمنحنیچندجمله­ایمکعبیتکه­ایباسهبخش. 11

شکل‏2‑2 خروجینقاطآفستتولیدشدهتوسطبرنامهAUVoffsetpts. 14

شکل‏2‑3 منحنیمولدتولیدشدهبااستفادهازبرنامهAUVoffsetpts. 15

شکل‏2‑4 نمایینزدیکازدماغهتولیدشدهتوسطبرنامهAUVoffsetpts. 15

شکل‏2‑5 منحنیبرازششدهازنقاطآفستشکل‏2‑3. 16

شکل‏2‑6 نمایپرسپکتیوازبدنهاییووی. 16

شکل‏2‑7 i) یکدامنهدوبعدی؛ii) متلاشیشدنفضایباکسدربرگیرندهدامنهدوبعدی؛iii) مشحاصل؛iv) مشنهاییپسازفرایندپسپردازش[14]. 23

شکل‏2‑8 جبههمکانیحائلبینفضایمشخوردهوفضایمشنخوردهاست. 26

شکل‏2‑9 منحنی­هایمرزیگسسته­سازیشدهکهتشکیلجبههاولیهرامی­دهند. 26

شکل‏2‑10 مش­بندیدلانیبراییکقطعهمکانیکی. مش­بندیمرزیبدونرأس‌هایداخلی (سمتچپ) ومش­بندینهاییپسازبهینه‌سازی (سمتراست). 29

شکل‏2‑11 حلدقیقمعادلهپواسون؛ (الف) کانتور ، (ب) کانتور [17]. 30

شکل‏2‑12 سهمدلمشدرنظرگرفته‌شدهبرایحلمعادلهپواسون[17]. 31

شکل‏2‑13 نماییازبدنهاییوویدرداخلکانال. 32

شکل‏2‑14 نماییازاطرافمش­بندیشدهبدنه. 33

شکل‏2‑15 نماییازکلدامنهمش­بندیشده. 33

شکل‏2‑16 نمایینزدیکازمش­بندیلایهمنشوردرنزدیکیدماغه. 33

شکل‏3‑1 تفاوتشبکه­هاینامناسب (چپ) ومناسب (راست) برایجریان‌هایدوفازیبااستفادهازمدلحجمسیال. 40

شکل‏3‑2 خطوطجریانآرام. 41

شکل‏3‑3الگویجریاندررژیم­هایمختلفجریان 42

شکل‏3‑4 پخششدنرنگدرجریانمغشوش. 42

شکل‏3‑5 مؤلفه‌هایسرعتدرجریاناغتشاشی. 44

شکل‏3‑6 ساختارهایگردابه­ایدریکجت. 45

شکل‏3‑7 منحنی­هایاصطکاکپوسته،جریانآرامومغشوش[49]. 49

شکل‏3‑8 سیستمموجهمراهبانقطهفشارمتحرک[48]. 50

شکل‏3‑9 تداخلسیستمهایموجیدماغهوپاشنه[48]. 51

شکل‏3‑10 منحنی­هایمقاومتموج­سازی[48]. 51

شکل‏4‑1 مطالعهشبکه. 56

شکل‏4‑2 سطحآزادبدستآمدهبعدازمطالعهشبکه. 57

شکل‏4‑3 نمودارهمگرایی. 57

شکل‏4‑4 تغییرات درطولبدنه. 57

شکل‏4‑5 نمودارتغییراتنیرویتراستبازمان. 58

شکل‏4‑6 بدنهدرنظرگرفته‌شدهدر [54]. 59

شکل‏4‑7 مقایسهنتایجتجربیبدستآمدهدر [54] بانتایجعددی. 59

شکل‏4‑8 نمودارمقاومتدرمقابلعددفرودبرایشناورزیرسطحیباشرطآبعمیق. 60

شکل‏4‑9 سطحآزادتولیدشدهناشیازحرکتشناورزیرسطحیدر m3/0 h=. 61

شکل‏4‑10 بیشترینوکمترینمیزانتغییرسطحآببرایاعدادفرودمختلفدر m3/0 h=. 62

شکل‏4‑11 توزیع بررویبدنهبرای 5/0FR=. 62

شکل‏4‑12 خطوطجریانحولبدنهونزدیکیسطحآزادبرایm3/0 h=و5/0FR=. 63

شکل‏4‑13 سطحآزادتولیدشدهناشیازحرکتشناورزیرسطحیدرm4/0h=. 64

شکل‏4‑14 بیشترینوکمترینمیزانتغییرسطحآببرایاعدادفرودمختلفدرm4/0h=. 64

شکل‏4‑15 توزیع بررویبدنهبرای75/0FR=وm4/0h=. 65

شکل‏4‑16 خطوطجریانحولبدنهونزدیکیسطحآزادبرایm4/0h=و75/0FR=. 65

شکل‏4‑17 سطحآزادتولیدشدهناشیازحرکتشناورزیرسطحیدرm 5/0h=. 66

شکل‏4‑18 بیشترینوکمترینمیزانتغییرسطحآببرایاعدادفرودمختلفدرm 5/0h=. 66

شکل‏4‑19 توزیع بررویبدنهبرای 75/0FR=وm 5/0h=. 67

شکل‏4‑20 خطوطجریانحولبدنهونزدیکیسطحآزادبرای 75/0FR=وm 5/0h=. 67

شکل‏4‑21 سطحآزادتولیدشدهناشیازحرکتشناورزیرسطحیدرm7/0h=. 68

شکل‏4‑22 بیشترینوکمترینمیزانتغییرسطحآببرایاعدادفرودمختلفدرm7/0h=. 69

شکل‏4‑23 توزیع بررویبدنهبرای 75/0FR=وm7/0h=. 69

شکل‏4‑24 خطوطجریانحولبدنهونزدیکیسطحآزادبرای 75/0FR=وm7/0h=. 70

شکل‏4‑25 مقاومتشناورزیرسطحیبرایعمق­هایمختلفودراعدادفرودمختلف. 71

شکل‏4‑26 روندخطاباصرف‌نظرکردنازشرطمرزیسطحآزاد. 72

 

فهرست جدول­ها

شماره و عنوان

صفحه

جدول ‏1‑1 مشخصات بدنه در نظر گرفته‌شده در [54] ……………………………………………………………………..58

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی­رفتار مقاومت موج­­سازی زیر­دریایی در­نزدیکی سطح­­آزاد”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo