بررسی میدانی بهینه‌سازی مصرف سوخت و دور موتور شناورهای دو بدنه با استفاده از هیدروفویل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه امام حسین(ع)

2 دانشجوی دکتری دانشگاه جامع امام حسین (ع)

3 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک-مرکز تحقیقات دریایی دانشگاه امام حسین(ع)

چکیده

افزایش روز افزون قیمت سوخت از یک سو و آلودگی محیط دریا از طرفی دیگر طراحان و مهندسان را به سمت طراحی و بهینه-سازی بر پایه کاهش مصرف انرژی و کاهش اتلافات، هدایت نموده‌ است به نحوی که کاهش مصرف سوخت و به دنبال آن کاهش آلودگی محیط دریا از اولویتهای بسیار مهم در طراحی شناورهای جدید و بهینه‌سازی شناورهای موجود است. در چرخه بهینه-سازی مصرف سوخت شناورهای دو بدنه یکی از بهترین راهبردها استفاده از هیدروفویل بین دو بدنه می‌باشد. شناور هایسوکت از ترکیب حروف اول عبارت (Hydrofoil Supported Catamaran) گرفته شده است و بیانگر شناوری است که از ترکیب بدنه کاتاماران و هیدروفویل‌هایی که در بین دو بدنه آن قرار می‌گیرند تشکیل شده است. این هیدروفویل‌ها در سرعت‌های بالا قسمتی از وزن شناور را تحمل کرده و باعث کاهش سطح خیس شناور می‌شوند. این المان با کاهش سطح خیس، درگ شناور و به طبع آن مصرف سوخت را کاهش می‌دهد. در این تحقیق تلاش شده است در گام اول شناور کاتامارانی که کاربری گسترده در صنایع حمل و نقل، پشتیبانی، خدماتی و نظامی دارد انتخاب شده و در ادامه با استفاده از هیدروفویل های مورد مطالعه، به بررسی تاثیر استفاده از هیدروفویل بر عملکرد هیدرودینامیکی و کاهش نیروی درگ یا افزایش سرعت شناور کاتاماران پرداخته شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

sea trial testing of optimization of Fuel Consumption and Motor Speed of catamaran vessels Using Hydrofoil

نویسندگان [English]

  • Amin Najafi 1
  • Ali Ahmadi 2
  • Mohammad Javad Ameri 3
1 Assistant Professor of Mechanical Engineering, Imam Hossein University
2 Department of mechanical engineering, sharif university of technology
3 PhD Student in Mechanical Engineering, Marine Research Center, Imam Hossein University
چکیده [English]

Daily increase in fuel cost and also marine environment pollution tends designers and engineers to design and optimize
based on reducing losses and energy consumption. Reduction of fuel consumption and marine environment pollution
are categorized in high priority problems in design of new vessels and optimization of current ones. Using hydrofoil
between two hulls is one of the best strategies in optimization cycle of fuel consumption of catamarans. HYSUCAT
comes from ‘‘Hydrofoil Supported Catamarans’’ and stands for a vessel which is composed of a catamaran hull and
hydrofoils mounted between two hulls. These hydrofoils tolerate part of hull weight in high speed and decrease wetted
surface of vessel. This element reduces drag of vessel and consequently fuel consumption by decreasing the wetted surface. This research deals with determination of a suitable hydrofoil section to reduce drag and increase stability of a catamaran vessel using experimental data. Full-scale foils were constructed and mounted on a vessel in continue, and its
performance was examined in sea tests. Determining the best section and also the most suitable position for mounting
the foil is a novel study in the field of hydrodynamics of catamaran vessels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • catamaran vessel
  • Hydrofoil
  • Drag
  • Fuel Consumption
  • optimized section
[1] Hoppe KG. The hydrofoil supported catamaran. Progress research report, Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Stellenbosch University, Stellenbosch, 1980.
[2] Gunter G.Development of hydrofoil supported catamaran with semi-displacement hulls. MSc Thesis, Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Stellenbosch University, Stellenbosch, 1997.
[3] Migeotte G, Hoppe KG and Kornev N. Design and efficiency of hydrofoil-assisted catamarans. In:Proceedings of the sixth international conference on fast sea transportation (FAST ‘01), RINA, Southampton, 4–6 September 2001, vol. III, pp.79–86.
[4] Yang L and Rhee K P, ‘‘Design of ship-motion regulators for foil catamarans in irregular sea waves’’. IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 27, no. 3, pp. 738–752, Jul 2002.
[5] Ren J and Yang Y. Fuzzy gain scheduling attitude control for hydrofoil catamaran. In: Proceedings of the 2004 American control conference, Boston, MA, 30 June–2 July 2004. New York: IEEE.
[6] Caccia M, Bono R, Bruzzone G, et al. Design andexploitation of an autonomous surface vessel for the study of sea-air interactions. In:Proceedings of the 2005 IEEE international conference on robotics and automation, Barcelona, 18–22 April 2005. New York: IEEE
[7] Milandri SM.Seakeeping control of HYSUCATS. MSc Thesis, Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Stellenbosch University, Stellenbosch, 2006.
[8] Ferreira H, Marques RME, Pinto J, et al. SWORDFISH:an autonomous surface vehicle for network centric operations. In:Proceedings of the IEEE journal of oceanic engineering, Aberdeen, 18–21 June 2007. New York: IEEE.
[9] Yang LZ, Li X, Guo Z, et al. Research of combined control scheme for fast catamaran motion control using Tfoils and interceptors.Int J Intell Eng Syst2012; 5: 1–8.
[10] Wang HD, Xiao PQ and Feng Liang HY. Vertical plane motion control of an S-SWATH vehicle with flapping foil stabilisers sailing in waves. Ocean Eng2016; 121:184–195.