توسعه الگوريتم طراحي هيدروديناميكي سيستم هاي رانش CRP و پمپ جت CRP براي سامانه هاي پر سرعت زيرسطحي

دﮐﺘﺮي

بخش قابل توجهي از سيستمهاي رانش مربوط به سامانه¬هايي است كه وجود سامانه تأثير قابل توجهي بر روي عملكرد سيستم رانش دارد كه دربردارنده زيرسطحي¬ها و شناورهاي پرسرعت بوده و بسياري از مسائل باز تحقيقاتي در اين حوزه قرار دارند. فلذا اين موضوع به عنوان محور اصلي اين پژوهش قرار گرفته و به توسعه الگوريتم طراحي هيدروديناميكي سيستم رانش ويژه سامانه هاي پر سرعت زيرسطحي پرداخته خواهد شد. سيستمهاي رانشي كه بر روي سامانه¬هاي زيرسطحي پر سرعت ديده شده¬اند عمدتاً از نوع پروانه¬اي ميباشند. اين سيستم¬هاي رانش به شدت تحت تأثير ويك پاشنه زيرسطحي قرار دارند. فلذا بايد بتوان سيستم رانش پروانه¬اي را به منظور نصب در پاشنه زيرسطحي پرسرعت به صورت خاص طراحي نمود. براي اين منظور ميتوان از پروانه گام ثابت، پروانه غلاف دار، CRP و پمپ جت استفاده كرد. به منظور انتخاب نوع سيستم رانش از بين موارد نام برده شده بايد به الزاماتي پاسخ داده شود. اين الزامات شامل كاربرد سامانه (نظامي/تفريحي/تجاري/...)، سرعت پيشروي سامانه (پايين/پرسرعت/پرسرعت خاص)، ضرورت بالانس گشتاور (مهم/كم اهميت)، اهميت انتشار نويز آكوستيكي (اهميت بالا/بي اهميت)، اثرات سطح آزاد (آبهاي عميق/كم عمق) و برد عملكردي (كوتاه/متوسط/بلند) است. در اين تحقيق، سامانه پرسرعت كوتاه برد با ضرورت بالانس گشتاور مهم و اهميت بالا در انتشار نويز آكوستيكي به منظور عملكرد در آب¬هاي عميق مد نظر قرار دارد كه سيستم رانش مناسب براي پاسخگويي به اين نيازها سيستم هاي رانش CRP و پمپ جت CRP مي¬باشند. در اين تحقيق به توسعه الگوريتم طراحي هيدروديناميكي اين سيستم¬هاي رانش پرداخته شده و بسياري از چالش¬هاي موجود در مسير طراحي بررسي و پاسخگويي شده¬اند. الگوريتم طراحي توسعه داده شده بر پايه استفاده از روش¬ مبتني بر آزمون و خطا در مراحل اوليه به منظور تدوين دانش شناسايي نحوه اثر پارامترهاي مؤثر هندسي بر عملكرد سيستم رانش بوده و پس از استخراج يك هندسه مناسب اوليه به پياده سازي الگوريتم بهينه سازي بر مبناي الگوريتم ژنتيك و روش كريجينگ بر روي هندسه طراحي شده، پرداخته شده است. پس از طي نمودن مراحل توسعه الگوريتم و به عنوان يك آزمون، از آن براي طراحي سيستم¬هاي رانش CRP و پمپ جت CRP براي يك بدنه متقارن محوري به قطر تقريبي 500 ميليمتر و طول 8 متر براي پيشروي در سرعت¬هاي 35 الي 55 گره دريايي استفاده شد. ابزارهاي به كار رفته در اين پژوهش، ديناميك سيالات محاسباتي بر پايه روش ميانگين گيري رينولدز از معادلات ناوير-استوكس، روش المان محدود و كدنويسي در نرم افزار متلب به منظور ابزار بهينه سازي بوده اند. راندمان هيدروديناميكي سيستم¬هاي رانش طراحي شده براي بدنه مفروض در شرايط به دور از كاويتاسيون براي عملكرد در عمق 10 متر از سطح آب در حدود 93 درصد بدست آمد. واژه‌هاي كليدي: سيستم رانش، سامانه زيرسطحي پرسرعت، سي آر پي، پمپ جت سي آر پي.

191417

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر نوروز محمد نوري