تحليل عددي دريفتر لاگرانژي نوع SVP و بررسي تاثيرات مشخصه‌هاي هندسي بر عملكرد آن

Numerical simulation of the lagrangian SVP drifter and investing the effect of the geometry’s characteristic on its performance

در اين مقاله به‌منظور بررسي تأثير ويژگي‌هاي هندسي يك دريفتر لاگرانژي بر عملكرد آن در شرايط جريان در خليج‌فارس، انواع دريفترهاي SVP با استفاده از محيط محاسباتي سه‌بعدي تجزيه‌وتحليل شده‌اند. با مشاهده و بررسي شكل جريان در اطراف حفره‌هاي جانبي و داخلي دراگو مشخص شد كه وجود حفره روي دراگو باعث توزيع يكنواخت نيروهاي فشاري و لزجت در سطح دراگو مي‌شود. اگر از سيلندر بدون حفره به‌عنوان دراگو استفاده شود، به‌خصوص در جريان‌هاي با سرعت‌بالا، شاهد كاهش قابل‌توجهي در ضريب پسا و لغزش خواهيم بود. افزايش تعداد حفره­ ها بر روي دراگو تأثير چنداني در عملكرد دريفتر نخواهد داشت و مؤثرترين عامل تغييرات قطر و ارتفاع دراگو هستند. به‌گونه‌اي كه افزايش 30 درصدي قطر دراگو سبب افزايش 90 درصدي ضريب پسا مي­ شود. به‌طوركلي با بررسي كانتور و بردار سرعت جريان مشخص شد كه طراحي هندسه دراگو دريفتر بايد به‌صورتي باشد كه در پشت دراگو گردابه­ هاي چرخشي جريان با شعاع كوچك‌تر شكل گيرد و اين گردابه­هاي كوچك سبب توزيع يكنواخت نيروهاي هيدروديناميكي در سطح دراگو و جلوگيري از لغزش دريفتر در تغييرات سرعت ناگهاني جريان­ ها مي­ شوند.

In this paper, different types of SVP drifters are analyzed by using a three-dimensional computational environment to investigate the effect of geometrical characteristics of a Lagrangian drifter on its performance in the flow conditions in the Persian Gulf. By observing and examining the shape of the flow around the lateral and internal cavities of the Drago, it is concluded that the presence of cavities on the Drago causes a uniform distribution of compressive and viscous forces on the surface of the Drago. If a holeless cylinder is used as a Drago, a significant reduction in drag and slip coefficient is seen, especially at high-velocity currents. Increasing the number of holes on the Drago will not have much effect on the drifter performance and the most effective factors are changing the diameter and height of the Drago. Thus, a 30% increase in the diameter of the Drago increases the drag coefficient by 90%. In general, by examining the contour and flow velocity vector, it is found that the geometry design of Drago Drifter should be such that behind the drag, the smaller radius flow vortices are formed, and these small vortices cause uniform distribution of hydrodynamic forces on the surface of the Drago and prevent the drifter from slipping in sudden changes in current velocity.