نمذجة رقمية ثلاثية البعد لتحليل ظاهرة الغاطس الديناميكي للسفن المبحرة عبر الأقنية

الملخص

تعتبر دراسة ظاهرة الغاطس الديناميكي في السفن من الموضوعات المهمة في علم هيدروديناميك السفن نظراً لارتباطها بأمن الملاحة البحرية والنهرية خاصةً في الوقت الحالي بعد الازدياد السريع في حجم السفن وسرعات تشغيلها. ويستخدم لتحقيق ذلك العديد من الطرائق التي تتفاوت في دقتها وسهولة امكانياتها. يهدف هذا البحث إلى إعداد نموذج رقمي ثلاثي البعد وذلك لتحليل ظاهرة الغاطس الديناميكي للسفينة في الأقنية من خلال التقنيات الرقمية، باستخدام البيئات البرمجية المتقدمة لاستخراج حقول السرعة وحقول الضغط للجريان الحاصل حول بدن السفينة والتي تؤثر بشكل مباشر على هذه الظاهرة. لإعداد النموذج ثلاثي البعد وتمثيل الظاهرة ودراسة الجريان اللزج، تمت المحاكاة بالاستعانة ببرامج رقمية متقدمة مثل Gambit وAnsys Fluent. تم حساب الغاطس الديناميكي للسفينة ودراسة تأثير السرعة للسفينة ومعامل انسداد القناة على هذه الظاهرة. تم التأكد من فاعلية البرامج الرقمية في تمثيل هذه الظاهرة، ومقارنة نتائجنا مع طرق أخرى حسابية وتجريبية لحساب الغاطس الديناميكي للسفينة في الأقنية. The study of the phenomenon of ship squat in vessels can be considered as one of the most important topics in ships hydrodynamic science, because it is related to the marine secure, especially now after the rapid increase in size of vessels and operation speeds. In literatures there are methods that are used to predict ship squat. This research aims to develop a 3D Numerical Modeling to analyze the phenomenon of ship squat of the ship in Canals using computational numerical method and proper software, to extract the velocity and pressure fields of the flow around ship hull. The last one affect directly this phenomenon. To build a 3D model and to represent ship squat for viscous flow, simulation has been developed using Gambit and Ansys Fluent programs. ship squat has been integrating the motion of water level drop. The effect of vessel speed and blockage factor Cb have been taken into account. Results confirm the efficiency of the CFD for simulating ship squat. The comparison with other experimental and computational methods show good accuracy.