مدل‌سازی تجربی حرکات هیو و پیچ یک شناور تریماران در امواج منظم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معماری کشتی، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر

3 دانشجوی دکتری آینده پژوهی دانشگاه عالی دفاع ملی

چکیده

تریماران یک شناور چند بدنه است که از یک بدنه مرکزی لاغر و بلند و دو بدنه کناری کوچک تشکیل شده است. بدنه‌های کناری توسط عرشه عرضی به بدنه‌ی مرکزی متصل می‌گردند. موقعیت و فرم هندسی بدنه‌های جانبی تاثیر قابل توجهی بر روی تعادل، حرکات دینامیکی و بارهای موج وارد بر این شناور مدرن دارد. در این مقاله تاثیر فرم هندسی بدنه‌های جانبی بر روی حرکات هیو و پیچ یک شناور تریماران با در نظر گرفتن فرم هندسی نامتقارن داخلی و نامتقارن خارجی بررسی شده است. مدلی از شناور در حوضچه کشش در سرعت‌های مختلف و فرکانس‌های متفاوت در حالت موج از روبرو مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان داد که به علت اندرکنش مناسب بین بدنه اصلی و بدنه‌های کناری در شرایط استفاده از بدنه کناری با فرم نامتقارن خارجی پاسخ‌ها از مقادیر کمتری در مقایسه با بدنه نامتقارن داخلی برخوردار است. همچنین وجود نقاط ماکزیمم و مینیمم محلی بر روی پاسخ‌های شناور در شرایط بدون سرعت ناشی از کوپل حرکت هیو و پیچ در فرکانس‌های مربوطه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental modeling of trimaran to measure its motions in regular waves

نویسندگان [English]

  • A Askarian khoob 1
  • Sh Moghaddam Pour 2
  • abbas fazelinia 3
1 IranianNavy
2 Imam Khomeini - Nowshahr
چکیده [English]

Trimaran is a multi-hull ship that consisting of a main slender hull and two smaller outriggers. These outriggers are connected by a transverse cross deck to the main hull. The position and geometry form of the outriggers have a significant effect on the stability, dynamic motions and wave loads on this modern ship. In this paper, the effect of the outriggers geometry on heave and pitch motions of a trimaran ship, considering the inboard and outboard asymmetric geometry hull form are investigated. A model of ship has been tested in a towing tank at different speeds and different frequencies in forward sea. The results showed that due to the proper interaction between the main hull and the outriggers in terms of using the side body with the outboard asymmetric form, the responses are less than those of the inboard asymmetric hull. Also, there are local maximum and minimum points on ship responses in zero speed conditions due to the heave and pitch coupling in their respective frequencies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trimaran ship
  • Seakeeping
  • Towing tank
  • Experimental modeling
[1] Yan’ L; Bliault’ A; High Performance Marine Vessels, Springer Science, Business Media, LLC 2012.

[2] Bingham, A.E; Hampshir, J.K; "Motion and loads of a trimaran traveling in regular wave", Proc.6th Int. Conf. on Fast Sea Transportation(FAST). Southampton, Vol, II, pp. 167-176, The Royal Institution of Naval Architects, London, 2001.

[3] Aziz Alper Kurultay; "Sensitivity analysis of the seakeeping behavior of trimaran ship" Turkish naval academy, 2003.

[4] Hebblewhite, K; Sahoo, P; Doctors, L; "A case study theoretical and experimental analysis of motion characteristics of a trimaran hull form". Fifth International Conference on High Performance Marine Vehicles, 8-10 November 2006, Australia.

[5] Armstrong, T; "On the performance of a large high-speed trimaran", Australian Journal of Mechanical Engineering, 3(2), 2006.

[6] Sato, Y; Uzawa, K; Miyata, H; "Validation of Motion Prediction Method for Trimaran Vessels" 9th International Conference on Numerical Ship Hydrodynamics Michigan, U.S.A., 5-8 August 2007.

[7] Chung Fang, Ming; Hwa Chang, Zen; An Yang, Shih; "The Effect of the Side Hull Arrangement on the Maneuvering Characteristics of the Trimaran Ship", International Offshore and Polar Engineering Conference, Beijing, China, June 20-25, 2010.

[8] Min, X; Zhang, Sh; "A numerical study on side hull optimization for trimaran", Journal of Hydrodynamics, Ser.B, 23(2), pp.265-272, 2011.

[9] Rodrigo, P.F; "Seakeeping in the navigation example in trimaran ship", International Journal for Traffic and Transport Engineering, 2(3): 221 – 235, 2012.

[10] Luhulima, R; Setyawan, D; Utama, I; "Selecting monohull, catamaran and trimaran as suitable passenger vessels based on stability and seakeepink criteria", The 14th International Ship Stability Workshop(ISSW), 2014.

 [11]. Yang, C; Huang, F; Kim, H; "Hydrodynamic optimization of a trimaran", Journal of Hydrodynamics, Ser.B, 26(6), pp.856-864, 2015.

 [12] Akbari, K; Khedmati, M; Seif, M; "Experimental Study on Heave and Pitch Motion Characteristics of a Wave-Piercing Trimaran" Transactions of famena XXXVIII-3, 2014.

[13] Jiang, Y; Hanbing Sun, N; "Analysis of tunnel hydrodynamic characteristics for planning trimaran by model tests and numerical simulations" Ocean Engineering 113, Harbin Engineering University, China, 2015.

[14] عسکریان خوب، ابوالفتح؛ کتابداری، محمد جواد؛  تحلیل بارگذاری موج بر روی سازه عرضی شناور تریماران؛ فصلنامه علمی دریا فنون؛ دوره 4، شماره 1، صفحه 53-63، بهار 1396.

 [15] Poundra, G.A.P; Utamab, I.K.A.P; Hardiantoa, D; Suwasonoa, B; "Optimizing Trimaran Yacht Hull Configuration Based on Resistanceand and Seakeeping Criteria" Procedia Engineering 194, Page 112 – 119, 2017.

[16] Luhulima, R; Utama, I; Sutiyo; Suwasono, B; "CFD Analysis into the Correlation between Resistance and Seakeeping of Trimaran Configuration" Proceeding of Marine Safety and Maritime Installation (MSMI), 2018.

[17] Wang, S.M; Ma, S; Duan, W.Y; "Seakeeping optimization of trimaran outrigger layout based on NSGA-II" Ocean Research 78, Page110-122, 2018.

 

 [18] Zhang, L; Zhang, J.N; Shang, Y.C; "A Potential Flow Theory and Boundary Layer Theory Based Hybrid Method for Waterjet Propulsion" Journal of Marine Science and Engineering, 2019.

[19] ITTC – Recommended procedures and guidelines – Global loads seakeeping procedures 7.5-02-07-02.6, 2011.