تعیین ضرائب هیدرودینامیکی یک auv به روشهای دینامیک سیالات محاسباتی و دینامیک سیالات تجربی

درک صحیح ضرائب هیدرودینامیکی یکی از ضروریات اساسی برای پیش بینی رفتار دینامیکی و کنترل موفقیت آمیز هر وسیله هوشمند زیرآبی است . چراکه بدون شناخت دقیق ضرائب هیدرودینامیکی یک auv ، انجام تحلیل های هیدرودینامیکی و مطالعه دینامیک حرکت چند درجه آزادی آن میسر نمی باشد . هدف پژوهش حاضر استخراج ضرائب هیدرودینامیکی auv پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا دانشگاه صنعتی اصفهان به روش های دینامیک سیالات تجربی و دینامیک سیالات محاسباتی میباشد . مطالعات تجربی پژوهش حاضر شامل ساخت مدل یک به یک auv و کشش آن در شرایط مختلف درون حوضچه کشش پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا می باشد . مجموعه آزمون های مورد نظر در دو گروه کلی کشش بدون زاویه حمله و کشش با زاویه حمله در محدوده رینولدز ?10?^5?re?5.8×?10?^5 انجام شده است . در این آزمون ها اتصال مدل به ارابه کشش از طریق دواستروت صورت گرفته است . به منظور انجام تحلیل های هیدرودینامیکی برروی سطوح کنترلی ، تمامی آزمون های مذکور یکبار برای بدنه auv با حضور سطوح کنترلی و یکبار برای auv بدون سطوح کنترلی انجام شده است . به منظور بررسی اثر تغییر عمق آزمایش یا فاصله از سطح آزاد ، آزمون های کشش بدون زاویه حمله در دو عمق 40 و 60 سانتی متری و به منظور بررسی اثر نوع استروت ، از دو نوع استروت استوانه ای و naca0012 استفاده شده است. افزایش عمق آزمایش با کاهش اثرات ناشی از سطح آزاد و مقاومت موج باعث کاهش نیروی درگ و با افزایش زمان رشد وگسترش گردابه ها باعث افزایش نیروی درگ می شود. حضور یا عدم حضور سطوح کنترلی در نتیجه نهایی بسیار موثر است . دو نوع استروت مورد استفاده در عمق 40 سانتی متری نتایج مشابهی به همراه دارند ، حال آنکه در عمق 60 سانتی متری در سرعت 75/1 متر بر ثانیه ، فرکانس نیروهای وارده به فرکانس طبیعی استروت های استوانه ای نزدیک شده و پدیده رزونانس اتفاق می افتد که باعث افزایش دامنه نیروهای وارد بر استروت های استوانه ای می شود . تمامی آزمون های صورت گرفته در فاز تجربی ، توسط نرم افزار ansys cfx شبیه سازی شده و نتایج حاصل از دو روش با یکدیگر مقایسه شده اند . بخش دیگری از فعالیت های صورت گرفته در فاز عددی پژوهش ، شبیه سازی آزمون های حرکت صفحه ای شامل حرکات سرج نوسانی ، سووی خالص و یاو خالص است. در شبیه سازی آزمون های حرکت صفحه ای از خاصیت تغییر شکل شبکه استفاده شده است و ازجمله مهمترین نتایج این شبیه سازی ، استخراج تمامی ضرائب هیدرودینامیکی شتاب (جرم افزوده) جز ضریب جرم افزوده مربوط به حرکت رول می باشد .