دراسة تأثير المائع الطبقي على المقاومة وحقل التدفق لكل من ناقلة النفط KVLCC2 والغواصة DARPA Suboff باستخدام تقنية CFD

Abstract

تم في هذا البحث دراسة تأثير تغير كثافة ماء البحر على المقاومة وحقل التدفق للسفن والغواصات عند سرعات أمامية مختلفة، كما تمت دراسة تأثير كل من زاوية الانحراف وتغير موضع السطح البيني internal surface على المقاومة وحقل السرعة في مستوى الرفاص وحقل الضغط على كل من بدن السفينة والغواصة. تم استخدام تقنية الـ CFD، طريقة الـ URANS والموديل الرياضي K - ω SST لحل معادلات نافييه ستوكس ضمن برنامج الـ Ansys. تم استخدام طريقة VOF من أجل حل السطح البيني بين طبقات المائع المختلفة الكثافة. الدراسة تمت على نموذج كل من السفينة الناقلة KVLCC2 والغواصة DARPA Suboff. تم في البداية التأكد من دقة النتائج الرقمية من خلال مقارنتها مع النتائج التجريبية، حيث حققت تطابقاً جيداً جداً. تم بعد ذلك دراسة تأثير وجود المائع الطبقي على كل من المقاومة وحقل التدفق حول وخلف هذه المركبات البحرية. أكدت النتائج أن إبحار السفينة أو الغواصة ضمن منطقة مائع طبقي ستؤدي حتما إلى زيادة في المقاومة، وستؤثر على خصائص حقل التدفق حول بدن المركبة. أثبتت الدراسة أن الغواصات أقل تأثراً بالمائع الطبقي من السفن وذلك بسبب شكلها الانسيابي.