تحلیل هیدرودینامیکی حرکت شناور کاتاماران به روش جریان پتانسیل غیرخطی

در این پژوهش تحلیل هیدرودینامیکی شناور دوبدنه ای کاتاماران، یکی از انواع شناورهای تندرو، به عنوان یکی از مهمترین سیستم های دریایی مورد بررسی قرار گرفته است. از یک روش المان مرزی بر اساس تئوری جریان پتانسیل غیرخطی برای حل میدان جریان با سطح آزاد در اطراف بدنه شناور کاتاماران که با سرعت ثابت در آب های ساکن در حال حرکت می باشد، استفاده می شود. بعد از بدست آوردن مقادیر پتانسیل از حل ماتریس های خطی و غیرخطی با اعمال شرایط مرزی مطرح شده، مقادیر پروفیل موج، مقاومت موج سازی و کانتورهای ارتفاع آب برای دو حل خطی و غیرخطی بدست آمده و اثرات سرعت و فاصله ی بین دو بدنه کاتاماران روی تداخل امواج و مشخصه های هیدرودینامیکی آنالیز شده است. برای اعتبارسنجی کد کامپیوتری، مقاومت موج سازی با نتایج عددی دیگران مقایسه شده است. در مرحله بعد به پیش بینی رفتار شناور کاتاماران و عملکرد سیالاتی آن با استفاده از هوش مصنوعی پرداخته شده است. نتایج عددی این پایان نامه می تواند به طور مستقیم در طراحی شکل بدنه شناور کاتاماران به منظور کاهش مقاومت شناور و افزایش کارآیی آن استفاده شود، بعلاوه از برنامه کامپیوتری شبکه عصبی که بوسیله الگوریتم ژنتیک آموزش داده شده می توان جهت پیش بینی عملکرد هیدرودینامیکی شناور در سایر مقادیر سرعت و فاصله نیم بدنه های شناور استفاده کرد. نتایج عددی نشان می دهد حل خطی و غیرخطی ضریب مقاومت موج سازی و پروفیل موج، روندی مشابه اما با مقادیر متفاوت دارند و نتایج حل غیرخطی از دقت بالاتری برخوردار هستند. نکته قابل توجه در مقایسه پروفیل های موج در سطح داخلی و خارجی بدنه، در حالت حل خطی و غیرخطی، این است که با افزایش عدد فرود و سرعت جریان، اندازه ی قله-های پروفیل موج کاهش و فاصله ی بین اولین قله و فرورفتگی افزایش می-یابد. پروفیل موج در سطح داخلی بدنه شناور کاتاماران، بزرگ تر از سطح بیرونی بدنه می باشد. این تفاوت به طور کلی ناشی از اثرات تداخل امواج در بین دو نیم بدنه شناور کاتاماران می باشد. حداکثر ضریب مقاومت موج سازی با افزایش فاصله بین دو بدنه کاهش یافته و در سرعت های جریان کمتر به وقوع می پیوندد.