بهینه‌سازی بدنه شناورهای نظامی-مسافربری به همت محققان دانشگاه امیرکبیر

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، امین ناظمیان دانش آموخته رشته مهندسی دریا دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «بهینه‌سازی فرم بدنه شناورهای تریماران بر اساس کاهش مقاومت به روش دینامیک سیالات محاسباتی» گفت: فرایندهای بهینه سازی در صنایع مختلف باعث بهبود طرح های صنعتی و محصولات می شود به طوری که هزینه ها و اثرات مخرب زیست محیطی آن کاهش یافته و همچنین عملیات پذیری آن افزایش می یابد.

وی اظهار داشت: در صنایع دریایی بهینه سازی فرم بدنه کشتی ها با هدف کاهش مقاومت و بهبود دریامانی باعث کاهش مصرف سوخت و در نتیجه هزینه های جاری و اولیه شناور خواهد شد.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: علاوه بر کاهش هزینه ها در صنایع دریایی و تولید ثروت که هدف اصلی اقتصاد مقاومتی در کشور است، قوانین و مقررات سفت و سخت جدید سازمان جهانی دریانوردی IMO به نام شاخص طراحی بهره‌وری انرژی (EEDI) برای بهبود وسایل نقلیه دریایی اجباری بر بهبود فرم بدنه کشتی ها جهت بهبود دریانوردی به وجود آورده است. مشکلات فاجعه‌بار محیط زیستی مانند گازهای گلخانه‌ای، NOx و SOx و آلودگی‌های دریایی، رقابت شدید بین کمپانی‌ها در مبحث ارائه طرح بهینه و کارآمدتر و نیاز کشور به یک کشتی تریماران جابجایی سرعت بالا در حوزه مسافربری و نظامی، از دیگر دستاوردهایی است که برای این پروژه درنظرگرفته شده است.

وی در خصوص این پروژه توضیح داد: در این پروژه یک شناور تریماران جابجایی سرعت بالا وارد یک فرایند بهینه سازی هندسی شد. در انتها یک پلتفرم چندرشته ای بهینه سازی هندسه کشتی ها به دست آمد به طوری که یک فرایند چند هدفه بهینه سازی در آن اجرا شد. 

ناظمیان ادامه داد: هدف اصلی این فرآیند کاهش مقاومت کشتی و بهبود دریامانی (دینامیک کشتی در حضور امواج دریا) بوده و مهمترین دستاورد این پروژه به وجود آمدن یک پلتفرم بهینه سازی هندسی برای اجسام در معرض جریان سیال است به طوری که یک کشتی وارد آن شده و فرم بدنه آن در جهت تابع هدف تعریف شده بهبود پیدا کند. دستاورد دیگر این پروژه نیز به دست آمدن یک شناور تریماران پیشرفته است به طوری که این شناور جهت اجرای طراحی جزییات و ساخت به صنایع مختلف کشور ارائه می شود و تمام دانش های به کار رفته در این پروژه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. 

وی اضافه کرد: الگوریتم های بهینه سازی مستقیم و بهینه سازی به روش های طراحی آزمایش، حلگرهای عددی مکانیک سیالات و علم CAD/CAM برای بازتولید هندسه، از جمله دانش-هایی بودند که به همدیگر متصل شدند تا پلتفرم بهینه سازی برقرار شود.

ناظمیان در خصوص روش کار این پروژه گفت: در این پروژه، ابتدا به پیشینه پژوهش های بهینه سازی هندسی و هیدرودینامیک کشتی ها به ویژه شناورهای سه بدنه پرداختیم. تمام پلتفرم های ارائه شده و اجزای آن مورد بررسی قرار گرفت و روش های بهینه از لحاظ جواب دقیق‌تر و زمان محاسباتی کمتر، انتخاب شدند.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: محصول نهایی این پروژه یک شناور بهینه شده از لحاظ پارامترها و توابع هدف هیدرودینامیکی بود که در صنعت توریست و صنایع نظامی قابل ساخت و بهره وری است. 

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: علاوه بر این، قابلیت به کارگیری پلتفرم طراحی شده برای انواع مختلف شناورهای دیگر و بهینه سازی پروژه های در حال اجرا موسسات و صنایع تحقیقاتی-نظامی-صنعتی از دیگر موارد استفاده از این پروژه است.

ناظمیان عنوان کرد: نمونه داخلی این طرح وجود ندارد اما در سطح بین المللی پروژه های مشابه انجام شده که دسترس پذیر نیستند و در کشور ما نیاز به این بود تا بومی سازی صورت بگیرد.

وی با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: «استخراج فرم بدنه بهینه هیدرودینامیکی برای یک شناور تریماران جابجایی نظامی/مسافربری سرعت بالا»، «ارائه یک پلت فرم طراحی و بهینه سازی فرم بدنه شناورها»، «کاهش مصرف سوخت و هزینه های اولیه و جاری شناور و در نتیجه دستاورد اقتصادی» و «بهره وری زیست محیطی از لحاظ عملیات های دریایی با آلودگی کمتر و کاهش اثرات مخرب بر زیست دریا» کاربردهای این پروژه به شمار می روند.

استاد راهنمای این پروژه دکتر پرویز قدیمی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.