شبیه‌سازی آیرودینامیکی هواایست تاکتیکی و استخراج ضرایب استاتیکی طولی

در مقاله حاضر، شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی سامانه هواایست تاکتیکی ارائه شده و ضرایب استاتیکی طولی سامانه استخراج شده است. در این شبیه‌سازی، از نرم افزار فلوئنت و مدل توربولانسی اسپالارت- آلماراس استفاده شده است. ابتدا به منظور صحه‌سنجی مدل توربولانسی و روش عددی به‌کار رفته، شبیه‌سازی بدنه‌ یک کشتی‌ هوایی انجام شده و ضریب درگ در زاویه حمله‌ی صفر درجه با نتایج دو مقاله‌ معتبر مقایسه شده است که نشان‌دهنده تطابق بسیار مناسب نتایج به‌دست آمده با مراجع است. سپس، شبیه‌سازی هواایست طراحی شده در زاویه‌ حمله‌های 10- تا 30 درجه انجام شده و کانتورهای فشار، y+ و خطوط جریان سیال در زوایای حمله مختلف ارائه شده است. هم‌چنین، ضرایب آیرودینامیک استاتیکی طولی سامانه برای دو سرعت 5 و 20 متر بر ثانیه استخراج شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که ضرایب آیردوینامیک در دو سرعت مختلف بسیار به هم نزدیک است و ضریب ممان پیچشی حول دماغه‌ بالن کاملاً دارای شیب منفی است که نشان دهنده‌ پایداری سامانه است. در نهایت، ممان پیچشی سامانه‌ طراحی شده با ممان دو هواایست امریکایی و کره‌ای مقایسه شده است. شیب نمودار ممان پیچشی نسبت به زاویه حمله در بالن طراحی شده نسبت به سامانه‌های مذکور بیشتر است که نشان دهنده‌ پایداری بیشتر سامانه طراحی شده است.

aerodynamic simulation of a tactical aerostat and evaluating the longitudinal static coefficients

in this paper, the computational fluid dynamics simulation of a tactical aerostat is conducted and the longitudinal static coefficients of the aerostat are evaluated. in this simulation, fluent software and spalart- allmaras turbulent model are used. first, in order to validate the numerical method and the applied turbulent model, a famous airship hull is simulated and the drag coefficient at zero angle of attack is compared with the references and the cd0 is in very good agreement with references. then, the designed aerostat is simulated in the angle attack of )-10 to 30( degrees then the pressure, y+ contours and the streamlines around the aerostat are presented. furthermore, the aerodynamic longitudinal coefficients are calculated for 5 and 20 m/s. the results show that the aerodynamic coefficients do not vary significantly with the change of velocity and the pitch moment coefficient about the nose of the designed aerostat has a negative slope. finally, comparing the pitch moment coefficient of the designed aerostat with two american and korean aerostats indicate that, the designed aerostat has more static stability.