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 شبیه‌سازی 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 می‌گیرد. در این آزمون‌ها، سرعت کشش ربات در محدوده سرعت 1 تا 3 متر بر ثانیه و اتصال مدل به ارابه کشش توسط استروت‌هایی با مقطع هیدروفویل انجام شده است. در ادامه، نیرو و ضریب درگ وارد بر یک سطح کنترلی این ربات در سرعت‌های کشش مختلف و نیز زوایای مختلف استرن به روش تجربی استخراج شده‌اند. در بخش عددی پژوهش، آزمون‌های تجربی صورت گرفته در بخش آزمایشگاهی توسط کد تجاری سی اف ایکس در سرعت 5/1 متر برثانیه شبیه‌سازی و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی مقایسه شده‌اند. در این مقاله نشان داده شده است که تغییرات نیروی پسا و ضریب نیروی پسای ربات نسبت به زاویه استرن به‌صورت 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 روش‌های عددی را در محدوده سرعت‌های مورد بررسی جایگزین روش‌های 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 می‌یابد.