استخراج ضرایب هیدرودینامیکی مانور یک شناور پروازی تک بدنه با استفاده از شبیه سازی عددی مدل تست مهار شده

امروزه استفاده از روش های عددی جهت پیش بینی حرکات و رفتار شناورها به دلیل مزیت هایی چون زمان و هزینه کمتر، دقت فزاینده، تنوع سناریوهای مورد بررسی و اصلاحاتی که در مرحله طراحی شناورها با آن می توان ایجاد کرد، از توجه بیشتری برخوردار شده است. لذا در بحث مانور شناورهای تندرو نیز توسعه به کارگیری روش های عددی در کنار روش های تحلیلی و نیمه تحلیلی می تواند دید مناسب اولیه نسبت به عملکرد مانور بدنه موردنظر قبل از اجرای روش های پرهزینه تر مدل مقیاس و یا تست میدانی فراهم نماید. در این مقاله بر اساس دستگاه متشکل از چهار معادله حرکات سرج، سوی، یاو و رول، ضرایب مانور وابسته به سرعت عرضی و زاویه رول برای یک شناور پروازی تک بدنه با شبیه سازی عددی محاسبه شده است. برای این کار، تست مدل مهارشده مقیاس این شناور و با روش دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار انسیس سی اف ایکس مدل سازی گردید و نتایج شبیه سازی ها در زوایای دریفت مختلف، زوایای رول مختلف و سرعت های پیشروی متفاوت برای شناور پروازی مد نظر در حرکت خط راست آن استخراج گردید. برخی از نتایج شبیه سازی با مقادیر حاصلی از روابط نیمه تجربی لواندوفسکی مقایسه گردید که اختلافاتی را نشان داده است. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که سرعت پیشروی یک عامل موثر بر مقادیر ضرایب هیدرودینامیکی مانور شناور پروازی می باشد. ضمن اینکه نیروها و گشتاورهای مانور نسبت به سرعت عرضی به صورت خطی تغییر کرده است اما با افزایش سرعت پیش روی، نیروی عرضی سوی و گشتاور یاو نسبت به زاویه رول به سمت غیرخطی بودن میل می کند. در سرعت های کمتر می توان با تقریب مناسب تر این وابستگی ها را به صورت خطی تخمین زد.

Keywords:

مانور , ضرایب هیدرودینامیکی , شناور پروازی , رول , دریفت , شبیه سازی عددی