نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه دریا، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، ایران

2 گروه دریا، مجتمع دانشگاهی مکانیک،دانشگاه صنعتی مالک اشتر،شاهین شهر،ایران

چکیده

یکی از رایج‌ترین روش‌های بررسی رفتار هیدرودینامیکی زیردریایی‌ مانند مانور شناور، مطالعه ضرایب هیدرودینامیکی آن‌ است. در این مقاله محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی شناور زیرسطحی تا مرتبه سوم با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و به روش حجم محدود انجام گرفته است. به این منظور، بدنه‌ی بدون ملحقات با فرم مایرینگ انتخاب گردید و مانور آن شامل حرکات سرج، سووی و یاو به صورت عددی و در حالت غیردائم شبیه‌سازی شده است. بعلاوه اثرات آشفتگی با مدل k-ω sst در مدل-سازی عددی لحاظ شده است. برای استخراج نیروها و ممان‌ها در حرکات سووی و یاو، از مکانیزم حرکت صفحه‌ای (PMM) استفاده گردیده و در شبکه‌بندی مساله از تکنیک شبکه overset استفاده شده است. همچنین برای بررسی دقت شبیه سازی، استقلال از شبکه صورت گرفته است. پس از استخراج نیروها و گشتاورها، با استفاده از معادلات بدست آمده از طریق درونیابی و تعریف هر ضریب، مقادیر ضرایب هیدرودینامیکی جرم اضافه و دمپینگ استخراج گردیدند. مقادیر عددی با نتایج آزمایشگاهی مرجع پرسترو (Prestero, 2001) مقایسه شده اند. اختلاف مقادیر عددی ضرایب دمپینگ نسبت به نتایج آزمایشگاهی در محدوده‌ی 8/0 تا 12 درصد است. این اختلاف در ضرایب جرم افزوده در محدوده‌ی 8/0 تا 37 درصد می‌باشد که نشان از تطبیق خوب روش عددی با آزمایشگاهی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Batchelor, C. K., & Batchelor, G. (1967). An introduction to fluid dynamics: Cambridge university press.
CD-adapco™. (2015). STAR-CCM+® Documentation.
Fefferman, C. L. J. T. m. p. p. (2006). Existence and smoothness of the Navier-Stokes equation. 57, 67.
Fossen, T. I. (2011). Handbook of marine craft hydrodynamics and motion control: John Wiley & Sons.
Menter, F. R. J. A. j. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. 32(8), 1598-1605.
Myring, D. J. T. A. Q. (1976). A theoretical study of body drag in subcritical axisymmetric flow. 27(3), 186-194.
Perrault, D., Bose, N., O’Young, S., & Williams, C. D. J. O. e. (2003). Sensitivity of AUV added mass coefficients to variations in hull and control plane geometry. 30(5), 645-671.
Prestero, T. T. J. (2001). Verification of a six-degree of freedom simulation model for the REMUS autonomous underwater vehicle. Massachusetts institute of technology,
Zare-nezhad, Saeid & Hasan-zade gh., Reza. (2016). investigation and calculation of hydrodynamic coefficients of an AUV by analytical-experimental technique. kish, Iran, MIC2016 (188).
Triantafyllou, M. S., & Hover, F. S. (2003). Maneuvering and control of marine vehicles: Massachusetts of Institute of Technologyq.
Tyagi, A., & Sen, D. J. O. E. (2006). Calculation of transverse hydrodynamic coefficients using computational fluid dynamic approach. 33(5-6), 798-809.
Wang, S.-x., Sun, X.-j., Wang, Y.-h., Wu, J.-g., & Wang, X.-m. J. C. O. E. (2011). Dynamic modeling and motion simulation for a winged hybrid-driven underwater glider. 25(1), 97-112.
Zhang, H., Xu, Y.-r., Cai, H.-p. J. J. o. M. S., & Application. (2010). Using CFD software to calculate hydrodynamic coefficients. 9(2), 149-155.