تحلیل فرم بدنه یک سی‌گلایدر با استفاده از شبیه‌سازی عددی و آزمایش مدل

نویسندگان

1 دانشکده مکانیک ،دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)،نوشهر

2 کارشناسی ارشد معماری کشتی، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)

3 استادیار دانشکدۀ فرماندهی و ناوبری کشتی دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر

doi
چکیده

امروزه از شناورهای خاص برای پایش شرایط محیطی زیر آب، بستر دریاها و اقیانوس­ها استفاده می­ شود. این نوع شناورها به شکل­ های مختلف طراحی و استفاده می­شود. یکی از انواع شناورها، شناور سی­گلایدر است. فرم بدنة سی­گلایدرها مبتنی بر الزامات عملیاتی و شرایط محیطی متفاوت است؛ طراحی آن­ها طوری است که به دلیل نبود سیستم رانش پروانه­ ای مصرف انرژی بسیار کمی دارند؛ ازاین‌رو در مدت زمان طولانی می­ توانند مأموریت خود در زیر آب­ها را انجام دهند. اغلب طراحی این گلایدرها طوری است که از یک سامانه شناوری، بالک‌های ثابت، اجرام متحرک داخلی، پمپ بالاست و یک سکان (بال هدایت) تشکیل شده است؛ بنابراین کنترل حرکتی رو به پایین و رو به بالا در این گلایدرها با تحرک اجرام داخلی­اش به سمت جلو و عقب و حرکت عمودی­اش (تغییر ارتفاع و عمق) از تغییر شناوری از منفی به مثبت و بالعکس صورت می­گیرد. آنالیز عددی این گلایدرها به منظور درک بیشتر از کنترل حرکت و قابلیت مانور آن‌ها بسیار کاربردی و مهم است. در این مقاله به بررسی ضریب لیفت و درگ یک سی‌گلایدر، در زوایای حمله  مختلف که بالک­ های ثابت در آن نقش اصلی را ایفا می­کنند، پرداخته شده است. مطالعۀ این ضرایب و تغییرات آن­ها که از اصلی‌ترین پارامترهای هیدرودینامیکی هستند،  تأثیر بسزایی در نحوۀ بهبود عملکرد حرکتی و مانور گلایدرها دارند. گلایدر موردمطالعه در این مقاله سی‌گلایدر است که شیوة عملکرد آن در زیر آب، با مدل هندسی در نرم‌افزار کتیا، مدل استاتیکی و آنالیز عددی در نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام شد و درنهایت نتایج حاصل‌شده با آزمایش مدل در حوضچه کشش اعتبارسنجی شد. تحلیل‌ها در زوایای مختلف انجام شده است که در زاویه صفر درجه، حداکثر نقطۀ فشار یا نقطه سکون در نوک دماغۀ جلوی شناور 30/2 پاسکال است. کمترین فشار و حداکثر سرعت سیال در محل اتصال بالک­ ها به بدنه و انحنای آن اتفاق می‌افتد.  میزان خطای نتایج عددی در مقایسه با نتایج تجربی حدود 30 درصد است که نسبت به مطالعات مشابه منطقی است.