شروع کوچک با طراحی گنبد سونار
شروع فرآیند طراحی با آزمایش در مقیاس کوچک اغلب بهترین راه برای مقابله با مسائلی است که بر اجسام بزرگ مانند یک کشتی تأثیر می گذارد. به تفصیل در COMSOL News 2013، محققان در INSEAN، حوضه مدل کشتی ایتالیایی، از آزمایش در مقیاس کوچک و سپس شبیهسازی برای تجزیه و تحلیل اثر قرار دادن یک سیستم سونار در کمان پیازی در بدنه کشتی استفاده کردند. محققان در INSEAN با استفاده از یک مدل در مقیاس کوچک از کمان پیازی، آزمایشهای برهمکنش سیال-ساختار را انجام دادند و متعاقباً یک مدل شبیهسازی برای تأیید یک روش تجربی-عددی در اندازه مدل ایجاد کردند. پس از آن، آنها یک مدل در مقیاس کامل در COMSOL Multiphysics با استفاده از یک برنامه داخلی به عنوان ورودی برای محاسبه مقیاس اندازه ایجاد کردند. محصولات Interfacing LiveLink™ همچنین برای مدیریت داده های CAD خارجی و ادغام COMSOL Multiphysics با برنامه داخلی مورد استفاده قرار گرفتند.
ترکیب کمان های پیازدار و گنبدهای سونار
کمان های پیازی که برای اولین بار در اوایل دهه 1900 معرفی شدند، به یک ستون اصلی در کشتی های تجاری بزرگ و کوچک برای کاهش کشش و افزایش بهره وری سوخت تبدیل شدند. کمان های پیازی از جلوی یک کشتی، درست زیر خط آب بیرون زده و موجی را ایجاد می کنند که تا حدی امواج ایجاد شده توسط کمان کشتی را خنثی می کند. این برجستگی ها اشکال و اندازه های مختلفی دارند، اما معمولاً استوانه ای با گنبدی در انتها هستند و شکل قطره اشک را تشکیل می دهند. کشتی های تجاری با کمان پیازی معمولاً 12 درصد بازده سوخت بیشتری نسبت به کشتی های بدون کمان دارند.. در سالهای اخیر، علاقه فزایندهای به نگهداری سیستمهای سونار در کمانهای پیازی وجود داشته است، بنابراین آنها را به گنبدهای سونار واقعی تبدیل میکند. تحقیق در مورد اثرات تداخل ارتعاش ساختاری بر روی آرایه مبدل در داخل گنبد سونار یک کار پیچیده است و هنوز کارهای زیادی برای ایجاد طرحهای بهینه انجام نشده است. INSEAN با ارزیابی سطح نویز و ارتعاش در گنبد سونار به دنبال جمعآوری اطلاعات لازم برای امکانپذیر ساختن این طراحی بود.
ادغام آزمایش و شبیه سازی
انجام آزمایشات روی یک کشتی با اندازه کامل بسیار زمان بر و پرهزینه خواهد بود و به امکانات بسیار بزرگی نیاز دارد. در عوض، محققان INSEAN آزمایشات خود را بر روی مدلی در مقیاس 1:8 انجام دادند. آنها دو آزمایش را برای اندازه گیری نوسانات فشار دیوار در امتداد کمان پیازی و برای تعیین پاسخ ساختاری بخشی از کمان پیازی انجام دادند. پس از به دست آمدن این نتایج، تیم به بخش شبیه سازی تلاش تحقیقاتی خود رفت.
یک مدل کمان پیازدار در مقیاس 1:8. یک بخش با یک ماده خطی الاستیک جایگزین شده است، و یک شبیهسازی پاسخ ساختاری را نشان میدهد که بر گنبد سونار تأثیر میگذارد.
اولین کار شامل ایجاد یک مدل شبیه سازی برای مطابقت با نتایج آزمایش های انجام شده بر روی مدل مقیاس بود. پس از تأیید روش تجربی-عددی برای مدل مقیاس، آنها از یک برنامه داخلی استفاده کردند که معادلات میانگین ناویر استوکس رینولدز (RANS) را حل می کند تا نوسانات فشار دیوار اندازه گیری شده در مدل کوچک را مجدداً مقیاس کند. از این نتایج آنها توانستند داده های تحریک را برای مدل در مقیاس کامل به دست آورند. سپس یک شرط مرزی به عنوان ورودی برای مدل COMSOL Multiphysics استفاده شد که تأثیر سرعتهای مختلف را بر سطح فشار صوت در گنبد سونار آزمایش میکرد.
تیم تحقیقاتی یک ابزار چند رشته ای برای ارزیابی عملکرد حسگرهای سونار ایجاد کردند. دامنه وسیعتر آنها ادغام کار خود با سایر رشتهها برای ایجاد ابزاری بود که دیگران بتوانند در پروژههای تحقیقاتی آینده از آن استفاده کنند تا به طراحی گنبد سونار بهینهشده با توجه به مواد، درگ و سطوح ارتعاش دست یابند.
بیشتر خواندن
برای اطلاعات بیشتر در مورد تحقیقات انجام شده توسط INSEAN، به صفحه 42 COMSOL News 2013 بروید .
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید