جلسه دفاع از ارزیابی جامع پژوهشی 2 آقای سجاد ریاحی (دینامیک، کنترل و ارتعاشات))

موضوع:  کاهش ارتعاشات و تابش صوت از پوسته ترکیبی زیر سطح آب با استفاده از فرامواد ویسکوالاستیک دارای عناصر سفتی منفی

استادان راهنما: دکتر سعید ضیایی راد، دکتر رضا تیکنی

استادان مشاور: دکتر علی لقمانی 

استادان داور: دکتر سعید بهبهانی    دکتر محمد دانش   دکتر مهدی جوانبخت   دکتر مرتضی دردل

پوسته‌های ترکیبی امروزه در صنایع مختلفی ازجمله صنایع هوافضا و صنایع دفاعی دارای کاربردهای فراوانی هستند. پوسته ترکیبی را می‌توان مجموعه‌ای از پوسته‌های مرسوم مانند پوسته استوانه‌ای، کروی، بیضوی، مخروطی و... متصل‌به‌هم دانست. به‌طورکلی بدنه یک زیردریایی را می‌توان یک پوسته ترکیبی به همراه تقویت‌کننده‌ها و سازه‌های داخلی در نظر گرفت. علی‌رغم انجام پژوهش‌های زیاد در زمینه ارتعاشات پوسته‌های ترکیبی و همچنین تابش صوت از آن‌ها، مطالعه روشی کارآمد برای کاهش تابش صوت و افزایش اختفای آن‌ها موردبررسی قرار نگرفته است. از طرفی فرامواد آکوستیکی موردبررسی قرارگرفته در ادبیات موضوع بیشتر به‌صورت منفرد موردبررسی قرارگرفته‌اند و توجهی به استفاده از این فرامواد در یک سیستم مهندسی مانند بدنه زیردریایی و حتی موارد ساده‌تر مانند یک پوسته استوانه‌ای نشده است. ازاین‌رو بررسی تأثیر فرامواد بر کاهش تابش صوت یک پوسته ترکیبی هم ازنظر چالش‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی و هم ازنظر کاربردی دارای اهمیت بسیاری است. در عصر حاضر بحث اختفا در صنایع نظامی بسیار حائز اهمیت و سرنوشت‌ساز است. به‌طورکلی برای شناسایی اجسام زیر سطح آب چه در کاربرد نظامی چه غیرنظامی از سیستم سونار استفاده می‌شود که به دو نوع سونار فعال و غیرفعال تقسیم می‌شود. در کاربرد نظامی به دلیل اهمیت حفظ اختفای خود سیستم سونار، سونار غیرفعال کاربرد بیشتری دارد ازاین‌رو کاهش حداکثری تابش صوت از زیردریایی برای حفظ اختفا در برابر سونار غیرفعال الزامی است. از طرفی با گسترش روزافزون فرامواد استفاده از این ساختارها رویکردی نو برای کاهش تابش صوتی بدنه زیردریایی خواهد بود. استفاده از یک فراماده که هم‌زمان با داشتن میرایی بالا و سفتی استاتیکی بالا دارای سفتی دینامیکی پایین باشد در کنترل تابش صوت با فرکانس پایین و بالا بردن توان اختفای زیردریایی بسیار امیدوارکننده است. فراماده ویسکوالاستیک دارای عناصر سفتی منفی در جهت رسیدن به این هدف گزینه مناسبی به نظر می‌رسد. هدف از انجام این رساله کاهش ارتعاشات و تابش صوت از پوسته ترکیبی شبیه‌ساز بدنه زیردریایی با استفاده از فراماده ویسکوالاستیک دارای عناصر سفتی منفی است که پژوهشی نو در ادبیات این موضوع است. از طرفی امروزه استفاده از مواد کامپوزیتی و مواد متخلخل به سبب نسبت استحکام به وزن بالا بسیار مورد توجه طراحان است از این رو در مطالعه حاضر پوسته مورد بررسی از جنس مواد نانوکامپوزیتی سه‌فازی متخلخل درنظر گرفته شده است. در پژوهش حاضر از روش مربعات تفاضلی تعمیم‌یافته با عدم فرض تقارن محوری به منظور حل مسئله ارتعاشات پوسته ترکیبی استفاده شده است. استفاده از این روش و عدم فرض تقارن محوری این امکان را ایجاد می‌کند که در ادامه پژوهش امکان اضافه کردن سازه‌های داخلی نامتقارن فراهم گردد. از طرفی روش المان مرزی جهت حل مسئله تابش صوت بکارگرفته شده است. در گزارش حاضر به ارائه نتایج و روش حل مسئله تابش صوت از پوسته ترکیبی مخروطی-استوانه‌ای-نیمه‌کروی نانوکامپوزیتی سه‌فازی پرداخته خواهد شد که این موارد بیش از 50% سرفصل‌های مطرح شده در پیشنهاده پژوهش حاضر را شامل می‌شود.

واژه‎های کلیدی: پوسته ترکیبی؛ فرامواد سفتی منفی؛ مواد نانوکامپوزیتی سه‌فازی؛ مواد متخلخ؛ روش مربعات تفاضلی تعمیم‌یافته؛ روش المان مرزی