জল ভাসমান সংস্থাগুলির নীতিগুলি বোঝা: বুয়েন্সি এবং স্থিতিশীলতা ব্যাখ্যা

1। বুয়েন্সি নীতি
বুয়েন্সি হ'ল ward র্ধ্বমুখী শক্তি যা কোনও তরলতে কোনও বস্তুর উপর প্রয়োগ করা হয়। এই বাহিনীর দৈর্ঘ্য অবজেক্ট দ্বারা বাস্তুচ্যুত তরলটির ওজন দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই নীতিটি, প্রাচীন গ্রীক স্কলার আর্কিমিডিস দ্বারা আবিষ্কার করা এবং আর্কিমিডিসের নীতি হিসাবে পরিচিত, বলেছেন:
তরলটিতে নিমজ্জিত যে কোনও অবজেক্ট অবজেক্ট দ্বারা বাস্তুচ্যুত তরলটির ওজনের সমান একটি ward র্ধ্বমুখী বুয়্যান্ট ফোর্স অনুভব করে।
বুয়েন্সির প্রভাব:
যখন ক জল ভাসমান শরীর অবজেক্টটি জলে নিমজ্জিত হয়, জলটি বস্তুর উপর একটি ward র্ধ্বমুখী শক্তি প্রয়োগ করে, যার ফলে এটি ভাসমান হয়। যখন পানিতে বস্তুর উচ্ছ্বাসটি তার ওজনের সমান হয়, তখন বস্তুটি পৃষ্ঠের উপরে থাকবে।
ভাসমান বস্তুর ঘনত্ব এবং জলের ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক নির্ধারণ করে যে বস্তুটি ভাসতে পারে কিনা। যদি বস্তুর ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি হয় তবে উচ্ছ্বাসটি বস্তুর ওজনকে সমর্থন করার জন্য অপর্যাপ্ত, এবং অবজেক্টটি ডুবে যাবে। বিপরীতে, যদি বস্তুর ঘনত্ব পানির চেয়ে কম হয় তবে উচ্ছ্বাসটি বস্তুকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট এবং অবজেক্টটি ভাসবে।
বুয়েন্সি এবং কোনও বস্তুর ভলিউমের মধ্যে সম্পর্ক:
কোনও বস্তুর পরিমাণ যত বড়, এটি তত বেশি জল স্থানচ্যুত হয় এবং এইভাবে এর উচ্ছ্বাস তত বেশি। উদাহরণস্বরূপ, একটি বৃহত জাহাজ, যদিও খুব ভারী হলেও, ভাসতে পারে কারণ এর ভলিউম পর্যাপ্ত পরিমাণে জল স্থানচ্যুত করে।

বুয়েন্সি এবং তরল ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক:
পানির ঘনত্ব সাধারণত 1000 কেজি/m³ হয়। লবণের জল বা সমুদ্রের জলের একটি উচ্চ ঘনত্ব রয়েছে যার অর্থ লবণ পানিতে থাকা বস্তুগুলি ভাসমান হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে। ডেনসার তরল বৃহত্তর বুয়েন্সি সরবরাহ করে।

2। স্থিতিশীলতা
একটি ভাসমান বস্তুর স্থায়িত্ব জলের পৃষ্ঠের উপর ভারসাম্য বজায় রাখার ক্ষমতা বোঝায়। স্টেশনারি অবজেক্টগুলির বিপরীতে, ভাসমান বস্তুগুলিকে অবশ্যই তরঙ্গ এবং বাতাসের মতো বাহ্যিক ব্যাঘাতগুলিও মোকাবেলা করতে হবে।

প্রাথমিক স্থায়িত্ব:
মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্র: মহাকর্ষের একটি অবজেক্টের কেন্দ্র এমন একটি বিষয় যেখানে মাধ্যাকর্ষণ সমস্ত শক্তি একত্রিত হয়। একটি ভাসমান বস্তুর স্থায়িত্ব তার মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের অবস্থানের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত।
বুয়েন্সির কেন্দ্র: বুয়েন্সির কেন্দ্রটি এমন একটি বিন্দু যেখানে জল ভাসমান বস্তুর উপর তার উত্সাহী শক্তি প্রয়োগ করে। যখন একটি ভাসমান বস্তু জলে নিমজ্জিত হয়, তখন পানির উচ্ছ্বাস সমানভাবে বিতরণ করা হয়, এবং বুয়েন্সির কেন্দ্রটি মহাকর্ষের কেন্দ্র যেখানে জল ভাসমান বস্তুর উপর তার উত্সাহী শক্তি প্রয়োগ করে।

মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্র এবং বুয়েন্সির কেন্দ্রের মধ্যে সম্পর্ক: ভাসমান বস্তুর স্থায়িত্ব নিশ্চিত করতে, বুয়েন্সির কেন্দ্রটি মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের নীচে সরাসরি হওয়া উচিত। যখন একটি ভাসমান অবজেক্টটি কাত হয়ে থাকে, তখন তার বুয়েন্সির কেন্দ্র এবং মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের মধ্যে একটি টর্ক তৈরি হয়, যার ফলে এটি তার মূল ভারসাম্যহীন অবস্থায় ফিরে আসে।

টিল্টের পরে স্থিতিশীলতা:
যখন একটি ভাসমান বস্তু কাত হয়ে থাকে, বুয়েন্সি এবং মাধ্যাকর্ষণ এখনও এটিতে কাজ করে। বুয়েন্সি কেন্দ্র এবং মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের বিভিন্ন অবস্থানের কারণে, একটি পুনরুদ্ধার টর্ক উত্পন্ন হয়, যার ফলে বস্তুটি তার অনুভূমিক অবস্থানে ফিরে আসে।

টর্ক পুনরুদ্ধার: যদি বুয়েন্সির কেন্দ্রটি মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের চেয়ে বেশি হয় তবে টিল্ট কোণটি বৃদ্ধি পায়। যদি বুয়েন্সির কেন্দ্রটি মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের চেয়ে কম হয় তবে পুনরুদ্ধারকারী টর্কটি বস্তুটিকে তার ভারসাম্যহীন অবস্থানে ফিরিয়ে দেয়।

গতিশীল স্থায়িত্ব:
জাহাজ এবং ভাসমান প্ল্যাটফর্মের মতো গতিশীল ভাসমান বস্তুর জন্য, বাহ্যিক ব্যাঘাত (যেমন তরঙ্গ এবং বাতাস) বস্তুটিকে গতিশীলভাবে ঝুঁকতে পারে। এই ক্ষেত্রে, পুনরুদ্ধার টর্ক এবং জল প্রতিরোধের যৌথভাবে বস্তুর স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে।

স্থায়িত্বের উপর তরঙ্গগুলির প্রভাব: তরঙ্গ উচ্চতা, সময়কাল এবং দিকনির্দেশগুলি সমস্ত একটি ভাসমান বস্তুর গতিশীল স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে। ভাসমান প্ল্যাটফর্ম ডিজাইনগুলি বিভিন্ন সমুদ্রের পরিস্থিতিতে স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে সাধারণত এই কারণগুলি বিবেচনা করে।

3। ভাসমান অবজেক্টের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করার কারণগুলি
ভাসমান বস্তুর স্থায়িত্ব কেবল পদার্থবিজ্ঞানের আইন দ্বারা পরিচালিত হয় না তবে একাধিক কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়:
আকারের প্রভাব:
একটি ভাসমান বস্তুর জ্যামিতিক আকার সরাসরি জলের প্রবাহ এবং বুয়েন্সির বিতরণকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি দীর্ঘ, পয়েন্টযুক্ত হাল ঘূর্ণায়মানের ঝুঁকিতে রয়েছে, যখন একটি প্রশস্ত ভাসমান অবজেক্ট ভারসাম্য বজায় রাখার সম্ভাবনা বেশি।
স্ট্রিমলাইনড ডিজাইন: উচ্চ-গতির ভাসমান অবজেক্টগুলির জন্য (যেমন জাহাজ এবং নিমজ্জনযোগ্য), প্রবাহিত নকশা জল প্রতিরোধের হ্রাস, স্থিতিশীলতা এবং দক্ষতা উন্নত করতে সহায়তা করে।
উপাদান ঘনত্ব:
একটি ভাসমান বস্তুর উপাদান ঘনত্ব তার উচ্ছ্বাসের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। লাইটওয়েট উপকরণ (যেমন কাঠ, প্লাস্টিক এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো) কম ঘনত্ব রয়েছে এবং এটি আরও বেশি বৌদ্ধ।
যদি কোনও উপাদানের ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি হয় (যেমন আয়রন বা ইস্পাত) তবে বস্তুটি বড় হলেও ডুবে যাবে। অতএব, ফাঁকা কাঠামো বা হালকা ওজনের উপকরণগুলি প্রায়শই ভাসমান অবজেক্ট ডিজাইনে ব্যবহৃত হয় বুয়েন্সি নিশ্চিত করতে।
জলের ঘনত্ব:
জলের ঘনত্ব তাপমাত্রা, লবণাক্ততা এবং চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সমুদ্রের জলের ঘনত্ব (প্রায় 1025 কেজি/এম³) মিঠা পানির চেয়ে বেশি (প্রায় 1000 কেজি/এম³)। অতএব, সমুদ্রের ভাসমান কাঠামোর জন্য ডিজাইনের জন্য সাধারণত মিঠা পানির ডিজাইনের চেয়ে বুয়েন্সি এবং স্থিতিশীলতার দিকে আরও বেশি মনোযোগ প্রয়োজন।

তাপমাত্রা: উষ্ণ জলের ঠান্ডা জলের চেয়ে কম ঘনত্ব থাকে, তাই উষ্ণ জলে ভাসমান কাঠামোর কম উত্সাহ থাকে।

4। ভাসমান কাঠামোর নকশা এবং প্রয়োগ
ভাসমান কাঠামো ডিজাইন করার সময়, বুয়েন্সি, স্থিতিশীলতা এবং ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন। বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিভিন্ন ভাসমান কাঠামো প্রয়োজন।

জাহাজ এবং ভাসমান প্ল্যাটফর্ম:
শিপ ডিজাইন: হুল ডিজাইনের অবশ্যই কেবল বুয়েন্সি এবং স্থিতিশীলতা নয়, তবে কসরতযোগ্যতা এবং গতির মতো কারণগুলিও বিবেচনা করতে হবে। ক্যাপসাইজিং প্রতিরোধের জন্য জাহাজের মহাকর্ষের কেন্দ্রটি কম রাখা উচিত। হুল ডিজাইনগুলিতে সাধারণত বুয়েন্সি বাড়াতে এবং প্রতিরোধের ক্যাপসাইজ করার জন্য একাধিক জলরোধী বগি অন্তর্ভুক্ত থাকে।

ভাসমান প্ল্যাটফর্মগুলি, যেমন ভাসমান বায়ু টারবাইন এবং ভাসমান সৌর বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি, প্ল্যাটফর্মটি গতিশীল লোডগুলি (বায়ু, তরঙ্গ ইত্যাদি) সহ্য করতে পারে এবং পর্যাপ্ত বায়ু এবং তরঙ্গ প্রতিরোধের থাকতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য ডিজাইন করা আবশ্যক। ভাসমান কাঠামো এবং পরিবেশগত বিকাশ:
ভাসমান বায়ু শক্তি: অফশোর বায়ু শক্তির উত্থানের সাথে সাথে ভাসমান বায়ু প্ল্যাটফর্মগুলি একটি গরম অঞ্চলে পরিণত হয়েছে। জলের গভীরতার সীমাবদ্ধতার কারণে, অনেক বায়ু টারবাইনগুলি পৃষ্ঠের উপরে ভাসতে হবে। এই প্ল্যাটফর্মগুলি অবশ্যই তরঙ্গ এবং বাতাসের প্রভাবের অধীনে স্থায়িত্ব বজায় রাখতে ডিজাইন করা উচিত।
ভাসমান সৌর শক্তি: ভাসমান সৌর প্যানেল সিস্টেমগুলি সাধারণত হ্রদ, নদী বা মহাসাগরের পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয়, কোষের দক্ষতা উন্নত করতে জলের শীতল প্রভাব ব্যবহার করে। এই জাতীয় ডিজাইনের প্রয়োজন যে ভাসমান সিস্টেমটি তরঙ্গ এবং শক্তিশালী বাতাসের মতো প্রাকৃতিক কারণগুলির প্রভাব সহ্য করতে পারে।

5। অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ
অফশোর প্ল্যাটফর্মগুলি: যেমন অফশোর তেল ড্রিলিং প্ল্যাটফর্মগুলি শক্তিশালী বাতাস এবং তরঙ্গগুলিতে স্থিতিশীলতার জন্য তাদের নকশায় বিশেষ মনোযোগ প্রয়োজন। ভাসমান প্ল্যাটফর্মগুলি অবশ্যই বিভিন্ন সমুদ্রের পরিস্থিতিতে ভারসাম্য বজায় রাখতে সক্ষম হতে হবে।
ভাসমান সেতু এবং প্ল্যাটফর্মগুলি: ভাসমান সেতুগুলি হ'ল জলের বিভিন্ন অঞ্চলকে সংযুক্ত করার জন্য ডিজাইন করা কাঠামো, প্রায়শই জরুরী উদ্ধার এবং স্বল্প-মেয়াদী পরিবহণের জন্য ব্যবহৃত হয়। তাদের অবশ্যই জোয়ারের ওঠানামা এবং তরঙ্গ প্রভাবগুলির অধীনে স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে হবে।
জল ক্রীড়া সরঞ্জাম: সেলবোট এবং ওয়েকবোর্ডের মতো সরঞ্জামগুলি কেবল বুয়েন্সির জন্যই নয়, প্রবাহিত আন্দোলন এবং স্থিতিশীলতার জন্যও ডিজাইন করা উচিত। সেলস, গ্র্যাভিটি কনফিগারেশনের কেন্দ্র এবং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমগুলিও ভাসমান কাঠামোর স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে এমন মূল কারণগুলি।

6 .. পরীক্ষা এবং সিমুলেশন
শারীরিক পরীক্ষা: বিভিন্ন জলের অবস্থার অধীনে ভাসমান কাঠামোর কার্যকারিতা পরিমাপের পরীক্ষাগুলি নকশার জন্য বাস্তব-বিশ্বের ডেটা সরবরাহ করে। এই পরীক্ষাগুলি সাধারণত বুয়েন্সি, স্থিতিশীলতা এবং সাইকিপিং ক্ষমতা পরীক্ষা করার জন্য একটি ট্যাঙ্ক বা সিমুলেটেড সমুদ্রের পরিবেশে পরিচালিত হয়।
গণনামূলক তরল গতিবিদ্যা (সিএফডি):
সিএফডি সিমুলেশনগুলি পানিতে ভাসমান কাঠামোর উপর অভিনয় করে বুয়েন্সি, টেনে আনতে এবং তরঙ্গ বাহিনীকে অনুকরণ করে। সংখ্যার পদ্ধতি ব্যবহার করে, সিএফডি সিমুলেশনগুলি জটিল জলের পরিস্থিতিতে ভাসমান কাঠামোর আচরণ বিশ্লেষণ এবং পূর্বাভাস দিতে পারে।
এই সিমুলেশনগুলি ইঞ্জিনিয়ারদের অগ্রিম সম্ভাব্য নকশার ত্রুটিগুলি সনাক্ত করতে এবং সামগ্রিক স্থিতিশীলতা এবং সুরক্ষার উন্নতি করতে ভাসমান কাঠামোর আকার এবং কাঠামোকে অনুকূল করতে সহায়তা করে