بررسی عددی و آزمایشگاهی حرکت یک شناور زیرسطحی در نزدیکی سطح آزاد

مقاومت و شکل موج تولیدی برروی سطح آزاد آب در اثر حرکت یک مدل زیرسطحی با انجام آزمایش و محاسبات عددی تعیین گردیده است. آزمایش ها بر روی مدل در آزمایشگاه ملی خلیج فارس انجام و جسم در سرعت و عمق‌های مختلف در حوضچه آزمایش، توسط ارابه کشیده شده است. مدل زیر سطحی از جنس پلی اتیلن ساخته شده و توسط یک بازو در انتها به ارابه متصل گردیده است. قرارگیری بازوی اتصال در انتهای جسم، اندازه گیری شکل موج بدنه جسم را میسر می‌نماید، اما اندازه‌گیری‌ها، مقاومت مجموع مدل و بازو را با هم نشان می‌دهد. تاثیرات متقابل بازو و جسم با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی و تعیین شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که اثر بازوی اتصال بر روی نیروی مقاومت غیرخطی بوده و روش جمع آثار معتبر نمی‌باشد. مقاومت خالص بدنه با تعیین ضریب تصحیح بازو و حذف اثر آن تعیین شده است. شکل موج تولیدی توسط چهار حسگر که در عرض حوضچه و در یک محل ثابت نصب گردید، ثبت شده است. شکل موج تولیدی همچنین با مدل سازی جریان اطراف جسم و با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی محاسبه و با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج تجربی اندازه گیری شده و عددی محاسبه شده از تطابق خوبی برخوردار هستند. نتایج تجربی حاصل می‌توانند برای معتبر سازی و تنظیم روش‌های عددی مورد استفاده قرار گیرند.

Experimental and Numerical Study of a Submerged Submarine Moving Near the Free Surface

Resistance and wave pattern due to the motion of an underwater vehicle model are obtained by experimental and numerical methods. The tests on the model are carried out in Shohadae KhalijeFars National Marine Laboratory. The model is towed with the carriage at various speeds and two depths of submergence in the basin. The model is made from polyethylene and is attached to the carriage by a strut at the end. The strut at the end allows to measure the wave pattern of the body alone but the measured resistance is for the body and the strut. The computational fluid dynamics is used to study the interaction of body and strut and the resistance of the body is obtained by eliminating the effect of the strut. The wave profile is measured by four fix sensors at the transverse section of the basin. The wave profile is also obtained by computational fluid dynamics computations and compare with the experimental measurements. The numerical and experimental results are comply with each other. These experimental results can be used to validate and calibrate the numerical solutions.