بررسی عددی پایداری هیدرودینامیکی شناور زیرسطحی درون جریان تراکم ناپذیر با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

بررسی عددی پایداری هیدرودینامیکی شناور زیرسطحی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی هدف از این مقاله است. معادلات حاکم بر شناور زیرسطحی در صفحه حرکت افقی بیانشده و سپس با تعریف نیروها و گشتاور هیدرودینامیکی وارد بر آن بر حسب ضرایب هیدرودینامیکی به کمک بسط سری تیلور، پارامتر پایداری هیدرودینامیکی به عنوان تابعی از ضرایب هیدرودینامیکی تعریف شدهاست. با شبیهسازی عددی حرکت مورب شناور در مسیر مستقیم، نیروها و گشتاور هیدرودینامیکی وارد بر بدنه بر حسب سرعت خطی محاسبه شده و ضرایب هیدرودینامیکی بر حسب سرعت خطی محاسبه شدهاند. برای محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی بر حسب سرعت زاوی ه ای حرکت شناور در مسیر دایرهای مورد آنالیز عددی قرار گرفتهاست. در این محاسبات جریان از نوع تراکمناپذیر و ویسکوز و بدنه به عنوان جسم صلب فرض شدهاست. معادلات حاکم بر جریان سیال به روش میانگیری رینولدز معادلات ناویر-استوکس بیان شده و به کمک حلگر سی افایکس حل شدهاست. مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی شناور سابف نشان میدهد که دقت نتایج در زاویه حمله و سرعت زاویهای پایین بسیار بیشتر است که علت آن کمتر بودن اثر غیرخطی روابط میباشد. در نهایت نتایج نشان داد که بدنه مورد بررسی دارای ناپایداری هیدرودینامیکی است و برای رسیدن به پایداری نیاز به طراحی سطوح کنترلی میباشد

Keywords:

شناور زیرسطحی , ضرایب هیدرودینامیکی , پایداری هیدرودینامیکی , دینامیک سیالات محاسباتی