بررسي تاثير فرم هندسي دُم بر مانورپذيري شناور زيرسطحي هوشمند

Investigation on the Effect of Tail Form on Autonomous Underwater Vehicle (AUV) Maneuverability

در اين مقاله به بررسي اثر فرم هندسي دُم بر روي مانورپذيري شناور زيرسطحي هوشمند پرداخته شده است.ابتدا فرم هندسي دم به كمك تابع رياضي وابسته به دو پارامتر طول دم و زاويه مخروطي آن تعريف شده و آنگاه به بررسي تاثير اين دو پارامتر ابتدا بر روي ضرايب هيدروديناميكي شناور و سپس مانورپذيري آن پرداخته شده است. براي محاسبه ضرايب هيدروديناميكي بازدارنده از شبيه سازي عددي دو تست كشش مورب و بازوي چرخان در ديناميك سيالات محاسباتي به كمك حلگر سي-اف ايكس و براي محاسبه ضرايب هيدروديناميكي جرم اضافي از روش تيوري نواري استفاده شده است. استفاده تركيبي از اين دو روش براي محاسبه ضرايب هيدروديناميكي با توجه به ماهيت متفاوت ضرايب، موجب افزايش سرعت و دقت محاسبات شده است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش طول دم، ضرايب هيدروديناميكي بازدارنده و جرم اضافي، كاهش و شعاع دايره چرخش و مانورپذيري به ترتيب كاهش و افزايش مي يابد و معكوس اين نتايج براي زاويه مخروطي دم شناور به دست آمده است.

In this paper the effect of tail form on maneuverability of autonomous underwater vehicle is investigated. In the beginning, tail form is defined using a mathematical function dependent on two parameters including length of the tail and its cone angle. Then the effect of these two parameters on the hydrodynamic coefficients and maneuverability is investigated respectively. Hydrodynamic damping coefficients are calculated by applying the numerical simulation of oblique towing and rotating arm tests using computational fluid dynamics (CFD) with CFX solver and added mass coefficients are obtained using strip theory method. Due to the different nature of coefficients, using a combination of both these methods has improved the accuracy and speed of calculations. Results show that hydrodynamic damping and added mass coefficients and the turning radius decrease with increasing the tail length, however maneuverability increases. On the contrary, the results are obtained for tail cone angle.