بررسی تاثیر سرعت و دامنه حرکت در محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی شناور زیرسطحی

ضرایب هیدرودینامیکی در تعیین مانور متحرک های دریایی از اهمیت اولیه برخوردار است. استفاده از روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی با توجه به هزینه کمتر این روش‌ها در مقایسه با روش‌های آزمایشگاهی در تعیین ضرایب هیدرودینامیکی، همواره مورد توجه بوده است. اعتبارسنجی این روش‌ها و افزایش دقت در کاربرد آن امروزه از مباحث اصلی در روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی برای شناورهای زیرسطحی است. با استفاده از نرم‌افزار استار سی‌سی‌ام و بهره‌گیری از مش دینامیک اورست، ضرایب هیدرودینامیکی یک زیرسطحی متقارن بیضیگون،‌ محاسبه و اثر پارامترهای سرعت و دامنه حرکت جسم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته و معیارهای کاهش خطا در خصوص ابعاد دامنه و مقدار سرعت در شبیه‌سازی ارائه شده است. همچنین یک روش ابداعی برای محاسبه همزمان ضرایب هیدرودینامیکی حرکت سرج ارائه شده است که با مقایسه نتایج با داده‌های تئوری و آزمایشگاهی دقت مناسبی را نشان می‌دهد.

Effect of Motion Domain and Velocity on Calculation of Underwater Vehicle Coefficients

Hydrodynamic coefficients have primary importance in determining the maneuvering characteristic of a marine vehicle. The use of computational fluid dynamics (CFD) methods due to the lower cost of these methods compared to laboratory methods in determination of hydrodynamic coefficients have always been considered. Validation of the CFD methods and enhancing their accuracy are the major topics in the application of CFD for the underwater vehicle. The hydrodynamic coefficients of an ellipticalshape underwater vehicle and the effect of motion amplitude and velocity parameters have been investigated by the STARCCM+ software and through dynamic overset meshing. The results of the simulations have been compared and analyzed and the error reduction criteria have been presented considering the amplitude dimensions and velocity values in the simulation. In addition, an innovative method for simultaneous calculation of hydrodynamic coefficients of surge motion has been presented which shows good accuracy by comparing the results with theoretical and laboratory data.