روش عددی برای محاسبات درگ زیردریایی با اثر سطح آزاد

مقاومت کل ناشی از حرکت هرجسمی در آب دارای دو مولفه ویسکوز و فشاری می باشد که برای شناورهای سطحی و زیرسطحی (در نزدیکی سطح آب) این دو مولفه باعنوان مقاومتهای ویسکوز و موج سازی شناخته می شوند با افزایش عمق برای شناورهای زیرسطحی اثر مقاومت موج سازی از بین خواهد رفت. بدیهی است که شناورهای زیرسطحی و به طور خاص زیردریایی، برای کارکرد دیزل و شارژ باتری های خود نیاز به حرکت در نزدیکی سطح آزاد خواهد داشت که این امر موجب ایجاد اختلاف فشار برروی بدنه و نهایتا تشکیل مقاومت ی مضاف به نام مقاومت موج سازی خواهد شد. در این مقاله تلاش بر این است که مقاومت کل (ویسکوز و موج سازی) موجود برای یک شناور زیرسطحی(زیردریایی) با بدنه استاندارد، در حالتهای سطحی و مغروق و همچنین با در نظرگرفتن ملحقات بدنه (برجک و هیدروپلنها) مورد بررسی قرار گیرد. دراین مقاله ابتدا تئوری و معادلات حاکم در روش عددی تشریح می گردد سپس برای یک مدل سه بعدی شناور که توسط نرم افزارهای طراحی (CAD) تهیه شده با استفاده ا زنرم افزار CFX تحلیل صورت می گیرد با توجه به تحلیلهای صورت گرفته مشاهده شده است که مقاومت در حالت سطحی چندبرابر مقاومت در حالت مغروق است و عمده مقاومت درحالت سطحی (درحدود 70درصد) مقاومت فشاری است و این در صورتی است که در حالت مغروق عکس این مطلب صادق است و عمده مقاومت، مقاومت ویسکوز می باشد. از دیگر نتایج این مقاله این است که درحالت مغروق با توجه به غالب بودن مقاومت ویسکوز، اضافه کردن ملحقات موجب افزایش نسبت مقاومت فشاری خواهد شد و تقریبا یک حالت تعادل بین اجزا مقاومت برقرار می کند.

Keywords:

سطح آزاد , شناور زیرسطحی , مقاومت ویسکوز و موج سازی , دینامیک سیالات محاسباتی