شما اینجا هستید
آموزش » تست مدل های فیزیکی

یکی از روشهای طراحی مهندسی، روش ساخت مدل فیزیکی می­باشد. این روش بر اساس ساخت یک مدل مقیاس شده می‌باشد و نتایج به دست آمده از مدل بر اساس روابط خاصی به مدل واقعی تعمیم داده می‌شود. در علم هیدرودینامیک، مطمئن‌ترین روش استفاده از مدل‌سازی فیزیکی و آزمایش آن می‌باشد که تنها خطای موجود در آن اندازه‌گیری و روش آزمایش است. بسیاری از فرمول‌های موجود در محاسبه مقاومت شناورها نیز بر اساس مدل‌سازی فیزیکی و آزمایش به دست آمده‌اند. برای آزمایش مدل‌های فیزیکی ساخته شده (در مقیاس‌های متفاوت) روش‌های زیر وجود دارد.

۱-حوضچه کشش

۲-کانال آب

۳-تونل کاویتاسیون

۴-تونل باد

در این قسمت به توصیف حوضچه کشش پرداخته می شود. در این بخش در مورد عمق، مساحت مقطع، طول و انحنای حوضچه با توجه به استانداردهای دریایی بحث می­شود. عمق حوضچه باید برای آب‌های عمیق به حدی باشد که اثرات کف حوضچه بر مدل اثری نداشته باشد و برای آزمایش در آبهای کم عمق نیز قابل تنظیم باشد به گونه‌ای که اثرات اسکوآت قابل تاثیر باشد. نسبت مساحت مقطع مدل به مساحت مقطع حوضچه بسیار اهمیت دارد. کم بودن عرض حوضچه نسبت به عرض مدل باعث بروز اثر دیواره‌ها و کم بودن نسبت عمق مدل به عمق حوضچه باعث تجربه اثرات کف و اثرات آب کم عمق می‌شود. البته بعضی از حوضچه‌های کشش دارای کف قابل تنظیم هستند به گونه‌ای که بتوان مقاومت حرکت در آب کم عمق را نیز محاسبه کرد. در گذشته تصور بر این بود که برای جلوگیری از تاثیر مرزها(اثرات کف و دیواره‌ها) نسبت به سطح مقطع عرضی زیر آب مدل به سطح مقطع عرضی کانال به اندازه %۱ کافی است، اما تحقیقات نشان داد که این مقادیر باید به %۰٫۴ کاهش یابد. اگر مساحت مطلوب رعایت نشود، عبور آب از جلو به عقب مدل با ایجاد اختلاف فشار و تغییرات سرعت سیال همراه خواهد بود که با حرکت در آب آزاد و عمیق متفاوت است. لذا نتایج را باخطا مواجه خواهد کرد. بیش از یک حد کوچک بودن مدل نیز باعث وجود جریان آرام بر روی بدنه و نیاز به مغشوش‌کردن جریان اطراف بدنه می‌شود. چرا که جریان روی سطح شناورهای واقعی مغشوش است. مغشوش کردن جریان اطراف بدنه توسط تجهیزات خاصی انجام می‌شود. طول حوضچه کشش باید به حدی باشد که ارابه زمان کافی برای شتاب گرفتن و رسیدن به سرعت مشخص، طی کردن چندین ثانیه در آن سرعت و سپس کاهش سرعت را داشته باشد. ارابه معمولا با شتاب g0.05 شتاب می‌گیرد تا به سرعت مطلوب برسد. برای کاهش سرعت نیز شتاب g0.07 اعمال می‌شود که برای این منظور از ترمزهای هیدرولیک یا مکانیکی استفاده می‌شود. سرعت ارابه معمولا تا m/s15 می‌باشد ولی در برخی از حوضچه‌های بزرگ این سرعت تا بیش از m/s50 می‌رسد.  بنابراین ۳ پارامتر اصلی در تعیین طول حوضچه کشش را می‌توان به صورت زیر برشمرد.

۱-شتاب ارابه برای رسیدن به سرعت مطلوب و همچنین کاهش سرعت

۲-حداکثر سرعت قابل تامین توسط ارابه

۳-طول مدل

در محدوده‌ای که ارابه به سرعت ثابت می‌رسد، هیچ عاملی نباید باعث تغییر ناخواسته سرعت شود از جمله شتاب ثقل. برای اینکه شتاب ثقل نه باعث افزایش و نه باعث کاهش سرعت شود، باید انحنای ریل ارابه، مطابق با انحنای کره زمین باشد. مقدار حداکثر ارتفاع منحنی (h) برای حوضچه‌های متوسط در حدود ۱ میلی‌متر و برای بزرگترین حوضچه‌ها در حدود ۳۵ میلی‌متر و برای بزرگترین حوضچه‌ها در حدود ۳۵ میلی‌متر است. ارتفاع h از رابطه زیر به دست می‌آید:

h=L2/8R

L: طول حوضچه کشش و R: شعاع کره زمین

برچسب ها :

این مطلب بدون برچسب می باشد.

شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید

کامل کردن گزینه های ستاره دار (*) الزامی است -
آدرس پست الکترونیکی شما محفوظ بوده و نمایش داده نخواهد شد -

انجمن علمی پژوهشی دریایی |