بررسی پاسخهای دینامیکی سازه‌های دریایی شناور از نوع یدک‌کش تحت تاثیر امواج دریا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

امروزه به علت استفاده از شناورها در زمینه‌های مختلف اقتصادی و نظامی و ... صنعت کشتی‌سازی پیشرفت زیادی نموده است. همگام با این پیشرفت‌ها مباحث اصلی دینامیک شناورها مطرح شده و بررسی حرکات مختلف این سازه‌ها در اقیانوس‌ها، بخصوص خسارات وارده بر قسمت جلویی سینه کشتیها بر اثر حرکات مذکور که مهمترین آنها در اثر پدیده اسلمینگ 1 حاصل می‌شود، مورد توجه قرار گرفته است. اگر چه اصول فیزیکی حاکم بر حرکات کشتی در امواج چندان پیچیده نیست ولی معادلات و محاسبات مربوطه بسیار وقت‌گیر بوده، از طرفی دیگر تجهیز و استفاده از آزمایشگاه‌های سازه‌های دریایی برای بررسی عملی رفتار دینامیکی شناورها بسیار پر هزینه می‌باشد. در این مقاله ضمن توجه به اصول حاکم بر تحریکات دینامیکی شناورها در رابطه با حرکت امواج و مشخصات فیزیکی و هندسی مقطع، پاسخهای دینامیکی یک شناور از نوع یدک کش، مورد توجه قرار گرفته است. به این ترتیب که ابتدا با استفاده از نرم‌افزار اجراء محدود ANSYS9 سازه شناور، مدلسازی شده و تحت تحریکات دینامیکی امواجی با مشخصات مختلف از نظر طول موج، فرکانس، ارتفاع موج، امواج دارای فرکانس تشدید، امواج تصادفی و سرعتهای مختلف شناور در این شرایط قرار می‌گیرد. بستر ایجاد شده برای این شناور فنرهایی خواهند بود که جایگزین آب دریا شده و از نوع فنرهای یکطرفه فشاری می‌باشند تا مشکل کشش فنرها هنگام تلاطم‌های دریایی شناور بخصوص زمان برخاستن شناور از سطح آب وجود نداشته باشد. در تحلیل نمونه‌ها برای هر نمونه یک آنالیز جداگانه انجام می‌شود و کلیه آنالیزها دینامیکی غیر خطی می‌باشند. با ذخیره‌سازی و استخراج نتایج موردنظر از مجموعه آنالیزهای انجام شده، نمودارهای لنگر خمشی دینامیکی، نیروی برشی دینامیکی و نیز تغییر مکانهای دینامیکی حداکثر بصورت گرافهای سه بعدی با استفاده از نرم‌افزار MATLAB6 رسم می‌شوند. نهایتاً با توجه به نمودارهای بدست آمده پاسخهای دینامیکی شناور ارزیابی می‌گردد.
 

عنوان مقاله [English]

Investigation of dynamic responses of floating structures such as a barge under sea waves

نویسندگان [English]

  • Mehdi Rastegari
  • Mohammad Ali lotfolahi yagin
چکیده [English]

Determining the responses of floating structures at sea are the most important concerns in shipbuilding industry. In physical and dynamical principles a ship can be analyzed as a free elastic beam floating in sea without any supports. The analysis of corresponding dynamic equations are difficult and time- consuming, thus investigation on the behavior of floating structures can be done numerically using specific software. In this research, instead of using expensive specific software, ANSYS 9 as a typical finite element software is used for investigating the effect of various parameters on an assumed floating structuse. In this way, after structural modal analysis, modeling and analysis of the structure with variation on its properties under different sea environment have been done and the responses are illustrated. Amid- Ship moment is one of the most important and effective parameters in ship design. In this paper, due to different ship speed and stiffness of cross section, amid- ship moment beside the shear force of various cross section along the ship are considered and the critical shear cross section is determined.