طراحی و ساخت آزمایشگاه هیدروآیرودینامیك شامل حوضچه كشش و ...
محور پژوهش
ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا
عنوان
: طراحی و ساخت آزمایشگاه هیدروآیرودینامیک شامل حوضچه کشش و تونل های باد جهت تست مدل شناور های سطحی و زیر سطحی ،هواپیماها، سازه های فراساحلی و سازه های هوانوردی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
آزمایشگاه هیدرو آیرو دینامیک و حوضچه کشش پژوهشکده علوم و فناوری زیردریا به منظور انجام آزمون های شبه میدانی و با هدف ایجاد آزمایشگاه ملی در زمینه علوم دریایی و هوایی درسالن سرپوشیده ای به ابعاد 110 × 14 مترو طراحی و ساخته شده است . ازاین آزمایشگاه برای مطالعه حل مسائل پایه ای و کاربردی درطراحی شناورها، زیردریایی ها، هواپیماها، سازه های فراساحلی و سازه های هوانوردی استفاده می شود. مجموعه حوضچه، ارابه کشش وسیستم موج ساز امکانات شبیه سازی منحصربفردی را برای تست انواع مدل های ثابت و شناور ایجاد کرده است. همچنین عمق حدود 2.2 متری حوضچه، امکان ممتازی را برای تست سازه ها و وسایل با عمق زیاد فراهم ساخته است. این مجموعه شامل امکانات زیر است : حوضچه کشش ارابه کشش دینامومتر موج ساز گوه ای سیستم جاذب موج مکانیزم حرکت صفحه ای تونل های باد مدار بسته و باز محفظه های تست فشار كارگاه مدل سازی 1-حوضچه کشش با ابعادی بطول 108 متر ، عرض 3 متر و عمق متوسط 2.2 متر، درسوله ای به مساحت 1600 متر مربع احداث گردیده است. این حوضچه کاربردهای زیادی درعلوم و فنون مرتبط با صنایع دریایی دارد که ازجمله مهمترین آنها می توان به موارد زیراشاره نمود : تست مدل شناورهای سطحی (قایق ، کشتی و...) تست مدل شناورهای زیرسطحی (زیردریایی، AUV، ROV و ...) تست سازه های دریایی (سکوهای نفتی و اسلکه ها) بررسی اثر امواج برروی حرکت شناورها و سازه های دریایی تست پروانه شناورها سایرتست های هیدرودینامیکی آموزش دانشجویان رشته های مختلف (مکانیک، عمران، کشتی سازی، صنایع دریایی) 2-ارابه کشش(Towing Tank): مشخصات ارابه کشش آزمایشگاه هیدرو آیرو دینامیک پژوهشکده زیر دریا به شرح زیر است: مجهز به دو سروموتوربا توان 15 كیلووات جهت تنظیم سرعت با دقت بسیار زیاد سرعت حداقل 0.05 متر برثانیه سرعت حداکثر 6 متر برثانیه ، قابل افزایش به 8 متربرثانیه دقت سرعت 0.1 درصد سرعت نامی قابلیت حمل تجهیزات و سرنشین قابلیت کنترل از راه دور بصورت اتوپایلوت مجهز به ترمز های مکانیکی و الکتریکی مجهز به دینامومترهای 3 تا 6 درجه آزادی مجهز به تجهیزات داده برداری رایانه ای جهت ثبت، ضبط و ارسال اطلاعات آزمون مجهز به دوربین های مدار بسته جهت تصویربرداری از حرکت مدل و ارسال تصاویر بصورت بی سیم به رایانه های مستقر دراتاق کنترل قابلیت ضبط و پخش تصاویرمدل قابلیت ارسال همزمان تصاویر به اتاق کنترل zoom و focus بر روی مدل از راه دور 3-دینامومتر: جهت اندازه گیری نیرو ها و ممان های وارد بر مدل شناور های سطحی و زیر سطحی دینامومتری طراحی و ساخته شده است که دارای قابلیت های زیر است: امکان اندازه گیری نیروی وارد بر مدل در 3 راستا امکان ایجاد آزادی حرکت برای مدل در 6 جهت سهولت نصب انواع مدل های سطحی و زیرسطحی امکان قفل و آزاد کردن حرکت مدل در جهت دلخواه امکان تعویض آسان لودسل ها جهت رسیدن به دقت دلخواه امکان تست مدل با ابعاد مدل حداکثر2.5 متر 4- موج ساز: این موج ساز برروی حوضچه ای به ابعاد 2.2×3×108 متر قرارگرفته است. مشخصات کلی آن به شرح زیر است: نوع موج ساز: گوه ای حداكثر ارتفاع موج : 17 سانتیمتر پریود موج : 0.4 -1.2 ثانیه نوع موج : منظم 5-سیستم جاذب موج: این سیستم جهت جذب انرژی موج تولیدی و جلوگیری از انعکاس آن استفاده میشود و در انتهای حوضچه موج قرار گرفته است. سیستم جاذب موج شامل پنج صفحه متخلخل با درجات تخلخل مختلف است. این صفحات توسط مکانیزمی در طول حوضچه قابلیت جابجایی دارد و زاویه و عمق استغراق صفحات متخلخل آن جهت بهینه کردن راندمان جذب موج قابل تغییر است. 6-مکانیزم حرکت صفحه ای: مکانیزم حرکت صفحه ای که درآزمایشگاه هیدروآیرودینامیک پژوهشکده زیردریای دانشگاه صنعتی اصفهان طراحی ، ساخته و نصب شده است ، تنها مکانیزمی است که در سطح کشور برای تعیین ضرائب هیدرودینامیک شناورهای سطحی و زیرسطحی وجود دارد. با استفاده از مکانیزم حرکت صفحه ای PMM مدل های مختلف سطحی و زیرسطحی تحت مانورهای سینوسی عرضی و طولی قرارمی گیرند و یا اندازه گیری نیروها و ممان های وارد برمدل ها حین انجام مانورهای مختلف ضرائب هیدروینامیکی این شناورها که برای بررسی عملکرد دینامیکی آنها مورد نیاز است ، اندازه گیری میشوند. مانورهای قابل انجام توسط این مکانیزم شامل موارد زیراست : سرج نوسانی (pure Surge) حرکت سووی خالص (Pure Sway) حرکت یاو خالص(حرکت ماهی گون) (Pure Yaw) حرکت هیوخالص (Pure Heave) 7- تونل های باد مدار باز و بسته : جهت اندازه گیری پارامتر های آیرودینامیکی سازه های هوایی آزمایشگاه هیدروآیرو دینامیک پژو هشکده زیر دریا اقدام به طراحی و ساخت دو تونل باد مدار باز و بسته با حداکثر سرعت باد 50 متر بر ثانیه نموده است. محفظه های تست فشار: جهت بررسی رفتار تجهیزات زیر سطحی در فشار زیاد دو محفظه فشار با مشخصات زیر طراحی و ساخته شده است: مخزن تست فشار به ظرفیت 60 بار با مشخصات زیر : كنترل هوشمند فشار با دقت 02/0 % قابلیت مدل سازی انواع سیكل فشار توسط اپراتوربصورت دستی یا اتوماتیك دارای درب Quick Opening بدون پیچ و مهره ، قابلیت بازشدن درسریعترین زمان با قابیلت اطمینان بالا (احراز تست فشار تا bar 120) آبگیری و تخلیه مخزن بصورت كاملا هوشمند دارای نرم افزار ویژه جهت كنترل رفتار مخزن و نمایش منحنی عملكرد ذخیره و چاپ اطلاعات بصورت گراف محفظه تست فشار(Pressure Test Chamber) : مخزن تست فشار به ظرفیت15 بار با مشخصات زیر ابعاد : قطر 70 سانتی متر، طول تقریبی 1.5 متر دارای چهار دریچه بازدید کارگاه مدل سازی: جهت ساخت مدل های مورد نیاز برای تست در حوضچه کشش و تونل های باد آزمایشگاه هیدرو آیرو دینامیک به یک کارگاه مدل سازی مجهز گردیده است. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط


تصویر 4 : حوضچه کشش پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا


تصویر 5 : موج ساز گوه ای نصب شده بر روی حوضچه کشش


تصویر 6 : سیستم جاذب موج نصب شده بر روی حوضچه کشش


تصویر 7 : مکانیزم حرکت صفحه ای Pmm


تصویر 8 : محفظه فشار 60 بار