نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استادیار/پژوهشکده زیردریا دانشگاه صنعتی اصفهان

3 رئیس/پژوهشکده زیردریا دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

مون‌پول یک حفره در کف شناور است که برای پایین بردن ابزار به داخل آب در یک محیط امن‌تر به محققان کمک می‌کند. در این مقاله جهت بررسی اثرات وجود مون‌پول بر روی مقاومت شناورکاسپین3 با ساخت یک مدل با مقیاس 2/1:37 آزمون هایی در محدوده فرود 139/0 تا 370/0 در حوضچه کشش پژوهشکده علوم وتکنولوژی زیر دریای دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفته است. آزمون ها در این دو حالت انجام شده است: در حالت اول ورودی مون‌پول در کف شناور باز، و در حالت دوم ورودی مون‌پول بسته شده است . افزایش مقاومت مدل با بررسی نتایج تست در ابن دو حالت محاسبه گردیده است. نتایج بدست آمده با نتایج ارائه شده توسط موسسه حوضچه کشش هامبورگ که مطالعه مشابهی بر روی مدلی با مقیاس 2/1:17 انجام داده است مقایسه شده است. پس از این مرحله با استفاده از نرم‌افزار انسیس‌سی‌اف‌اکس شبیه‌سازی عددی در حالت سیال دوفازی آب و هوا انجام شده و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده گردیده است. نتایج حاکی از افزایش قابل توجه مقاومت کشتی در اثر وجود مون پول می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Moonpool Effects on Hydrodynamic Coefficients of Supporter vehicle, Using Experimental and Numerical Methods

نویسندگان [English]

  • mohammad shahabadi farahani 1
  • shahriar mansourzadeh 2
  • ahmadreza zamani 3

1 Isfahan university of technology

2 professor assistant/Subsea R&D center of Isfahan university of technology

3 president/subsea R&D center of Isfahan university of technology

چکیده [English]

Moonpool is a wetted opening, located near the mid-ship, which allows researchers take their tools and vehicles into the water in a safer and more protected area. In this paper, in order to investigate the effect of the moon pool on the increase of motion resistance of the Supporter surface vessel, a set of experiments at various Froude number in the range of 0.139-0.370 are conducted in the IUT towing tank, using a scaled model of 1:37.2. Experiments are conducted for two cases; when the model has a moonpool near the mid-ship and when the moonpool entrance at the bottom of the ship is closed. The increase in the motion resistance of the vessel model is measured. The obtained results are compared with those obtained by HSVA towing tank, which used a 1:17.2 scaled model. A CFD simulation is also conducted, using Ansys-CFX. A two phase flow model is used to simulate the steady state motion of the vessel. The domain is consisted of water and air fluids. The results showed that introducing an open moonpool increases the ship resistance significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Resistance Tests
  • Towing tank
  • Moonpool
  • CFD
  • Two phase flow

[1]­­­­ Toda, Y, Stern, F. Longo, J., “Mean-Flow Measurements in the Boundary Layer and Wake and Wave Field of a Series 60 CB=0.6 Ship Model-Part1: Froude Numbers 0.16 and 0.316", Journal of Ship Research No.36, pp. 360-77,1992.

[2] Olivieri, A. Pistani, F. Avanzini, A. Stern, F ."Towing Tank Experiments of Resistance, Sinkage and Trim, Boundary Layer, Wake, and Free Surface Flow Around a Naval Combatant INSEAN 2340 model”, IIHR technical report No.421,2001.

[3] Kumar, M. Subramanian, V. "A Numerical and Experimental Study on Tank Wall Influences in Drag Estimation", J.Ocean Engineering No.34, pp. 192-205, 2007.

[4] احمدی میلاد، بررسی تجربی و عددی محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی شناور سطحی رزمی در حوضچه کشش پژوهشکده زیر دریا ،پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشگاه صنعتی اصفهان، 1389.

[5] Robertson, S. Macfarlan, G. “Strong Growth Forecast in Floating Production Sector", Journal of Oil and Gas, Royal Belgian Intitute of Marine Engineers, Vol. 34, No. 11, pp. 231-245, 2005.

[6] Fukuda, K. “Behaviour of Water in Vertical Well with Bottom Opening of Ship, and its Effect on Ship Motions”, Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 141, pp. 107-122,1977.

[7] Molin,  B, “On the Piston Mode in Moon-Pools  Proc”. I4th Int. Workshop on Water Waves & Floating Bodies, Port Huron, R.F. Beek & W.W Schultz editor, 1999.

[8] Molin,  B., “On the Sloshing Modes in Moonpools, or the Dispersion Equation for Progressive Waves in a Channel Through the Ice Sheet, Proc. I5th Int. Workshop on Water Waves & Floating Bodies", Caesarea, Israël, pp.122-125, 2000.

[8] Van’t Veer, R. Tholen, H. “Added Resistance of Moonpools in calm", OMAE57246, Estroil, Portugal, 2008 .

[10] Hirt ,C.W. Nichols, B.D. “Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries,” Journal of Computational Physics, Vol. 34, pp. 67-72, 1981.

[11] Chen ,Y.J. Chau,S.W. Kouh,J.S. Suen, J.B. “Computation of Free-Surface Flow around Wigley Hull Using VOF Method”, Proceedings 6th National Computational Fluid Dynamics Conference, pp. 1-4, 1999.

[12] Acueta,R. Muzaferija,S. Peric,M. “Computation of Breaking Bow Waves for a very Full Hull Ship, proceeding 7th International conference on numerical ship hydrodynamics”, France , pp.1-7, 1999.

[13] Sadiq,S. Xiong-liang,Y. "Multi-Dimensional Numerical Free Surface VOF Modeling with Moon Pool Experiments", in Proceedings of the ASME 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Estoril, pp. 1-8, 2008.

[14] Alsgaard,J.A. “Numerical Investigations of Piston Mode Resonance in a Moonpool using OpenFoam”, NTNU Department of Marine Technology, Trondheim, 2010.

[15] 15th ITTC, “Recommended Procedure Performance”, Revision and Propulsion ,Final Release,1978.