بررسی عددی و تجربی اثر زاویه سطوح کنترلی بر نیروی پسای یک ربات هوشمند زیرآبی

هدف پژوهش حاضر بررسی اثر تغییر زاویه سطوح کنترلی افقی(سطوح کنترلی استرن) بر میزان نیروی درگ وارد بر ربات هوشمند زیرآبی پژوهشکده علوم و فناوری زیر دریا به روش تجربی و شبیه سازی عددی و استخراج ضریب هیدرودینامیکی مربوط به آن است. در بخش تجربی پژوهش، مدل یک به یک این ربات درون حوضچه کشش دانشگاه صنعتی اصفهان تحت کشش با زوایای حمله مختلف برای سطوح کنترلی افقی قرار می گیرد. در این آزمون ها، سرعت کشش ربات در محدوده سرعت 1 تا 3 متر برثانیه و اتصال مدل به ارابه کشش توسط استروت هایی با مقطع هیدروفویل انجام شده است. در ادامه، نیرو و ضریب درگ وارد بر یک سطح کنترلی این ربات در سرعت های کشش مختلف و نیز زوایای مختلف استرن به روش تجربی استخراج شده اند. در بخش عددی پژوهش، آزمون های تجربی صورت گرفته در بخش آزمایشگاهی توسط کد تجاری سی اف ایکس در سرعت 5/1 متر برثانیه شبیه سازی و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی مقایسه شده اند. در این مقاله نشان داده شده است که تغییرات نیروی پسا و ضریب نیروی پسای ربات نسبت به زاویه استرن بصورت یک منحنی درجه دوم قابل تخمین است و ضریب هیدرودینامیکی مرتبط با آن، به دو روش تجربی و عددی استخراج شده است. تطابق خوب نتایج حاصل از دو روش نشان داد که میتوان روش های عددی را در محدوده سرعت های مورد بررسی جایگزین روش های پر هزینه تجربی کرد. نتایج حاصله نشان داد که در سرعت 5/1 متر برثانیه با افزایش زاویه سطوح کنترلی به 45 درجه ضریب درگ 174 درصد افزایش می یابد.