نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 استادیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

4 کارشناس ارشد مخابرات، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

5 کارشناسی ارشد برق، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

محاسبات مقاومت و توان برای طراحی انواع شناورها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این محاسبات برای شناورهای زیرسطحی با توجه به محدودیت‌های آرشیتکتوری و چیدمانی از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این مقاله محاسبات توان یک نمونه AUV بررسی شده است. ابتدا فرمول‌های تجربی برای محاسبات توان شناورهای زیرسطحی ارائه شده است. سپس با روش CFD ، شبیه‌سازی عددی جریان اطراف AUV به همراه پروانه آن انجام شده است تا با در نظر گرفتن نیروهای برهمکنش هیدرودینامیکی بین بدنه و پروانه، مقاومت و توان مورد نیاز شناور مورد بررسی قرار گیرد. تست میدانی و کار آزمایشگاهی جهت محاسبات توان و راندمان شناور مورد نظر انجام شده و تحلیل نتایج تست میدانی شناور وکارآزمایشگاهی ارائه شده است. در پایان توان محاسبه شده از روش‌های تجربی و روش CFD با روش تست میدانی اعتبار سنجی شده است و میزان خطای هرکدام از این روش‌ها ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Research of Underwater Vehicle Powering Calculation

نویسندگان [English]

  • sajad ardeshiri 1
  • H Mousavi zadegan 2
  • S Kheradmand 3
  • F Eskandari 4
  • A Kamali 5

1 amirkabir univercity of technology

چکیده [English]

Calculations of resistance and powering are very important in floating vehicle design. Because of limitations of architecture and alignment, these calculations are more important in underwater vehicle design. This paper researches the powering calculations of an AUV . Initial describe the empirical formulas for calculations of submersible vehicle, then simulated the stream around of AUV with its propeller by CFD method to estimate the resistance and required power. Practical test and experimental work have been done for calculate of power and efficiency of the floating devices. The analysis result and experimental work have been described. Finally, the power that calculated by CFD and empirical methods is verified by experimental method and represented the amounts of error.

کلیدواژه‌ها [English]

  • propulsion
  • CFD
  • AUV
  • Sea Test

[1] Gotimer, E. H. and Lin, C. W., “Application of Computational Fluid Dynamics to Advanced Experimental Techniques”, the Intl. Conf. on Computer Aided Design, Manufacture and Operation in the Marine and Offshore Industries, Carderock, Maryland, pp. 1-13, 1992.

[2] Nahon, M., “Determination of Undersea Vehicle Hydrodynamics Drivatives, Using the USAF Datcom”, Engineering in Harmony with Ocean, Proceedings, Victoria, BC, Canada, pp.283-288, 1993.

[3] Sayer, P., “Hydrodynamic Forces on ROV Near the Air-sea Interface”, Int. J. Offshore and Polar Engineering, Vol. 6, No. 3, pp.177-183,1996.

[4] Clouss, G. F. Hoog, S., Vannahme, M., Gerber, H., Gasparoni, F., and Calore, D., “MODUS: Space Shuttle for Deepwater Interventions”, Offshore Technology Conference, Texas, U.S.A., 2002.

[5] Ayub, A. M., Sohaib, M., Bilal, S., Zahir, S., and Khan, M. A., “Estimation of Hydrodynamic Coefficient of DARPA-2 and Their Geometry Dependence”, National Engineering and Scientific Commision Magazine, Islamabad 43, 2005.

[6] Jagadeesh, P., Murali, K. and Idichandy, V. G., “Experimental Investigation of Hydrodynamic Force Coefficients over AUV Hull Form”, Ocean Engineering, Vol.36, pp.113–118, 2009.

[7] Choi, S. K. and Ching, J. C., “Navier–Stokes Solution of Complete Turbulent Flow Past Finite Axisymmetric Bodies”, AIAA Journal, Vol. 29, No.6, pp.998–1001, 1991.

[8] Sung, C. H., Fu, T. C., Griffin, M. J. and Huang, T. T., “Validation of Incompressible Flow Computation of Forces and Moments on Axisymmetric Bodies Atincidence”, 33rd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, AIAA 95-0528, pp. 1–13, 1995.

[9] Mulvany, N., Tu, J.Y., Chen, L. and Anderson, B., “Assessment of Two Equation Turbulence Modeling for High Reynolds Number Hydrofoil flow”, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 45, pp.275–299, 2004.

[10] Das, H. N., Jayakumar, P. and Saji, V. F., “CFD Examination of Interactionof Flow on High-Speed Submerged Body with Pump Jetpropulsor”, In 5thInternational Conference on High Performance Marine Vehicles, Australia, pp. 8–10, Nov 2006.

[11] Adkins, D. and Yan, Y. Y. “CFD Simulation of Fish-like Body Moving Inviscous Liquid”, Journal of Bionic Engineering, Vol. 3, pp.147–153,2006.

[12] Karim, M., Rahman, M. and Alim, A., “Numerical Computation of Viscous Drag for Axisymmetric under Water Vehicles”, Journal Mechanical, Vol. 26, pp. 9–21, 2008.

[13] Roy Burchur and Louis Rydill, “Concept in Submarine Design”, Vol.1, pp.100-130, 1992.

[14] Yuri N. Kormilitsin, Oleg A. K., “Theory of Submarine Design”, Vol.1, pp.46-93, 2001.

[15] Joubert, P. N., “Some Aspects of Submarine Design”, University of Melbourne, Defence Science and Technology Organization, Vol.1, pp.100-190 2006.

[16] Poter, H. and Reader, G., “Underwater Vehicle Design with Regard to Power Planet Selection”, 2004.

[17] Design Report - Ballistic Missile Defense Submarine SSBMD, Virginia University, Virginia Tech Team 1, pp. 59-68, 2008.

[18] Stenard, J., “Comparative Naval Architecture of Modern Foreign Submarine”, MIT, 1988.

[19] Capitan Harry Jackson, “Submarine Design Notes”, Vol.1, pp.50-135, 1982.

[20] Grant B. T., “A Design Tool for the Evaluation of Atmosphere Independent Propulsion in Submarines”, MIT, 1979.

[21] Rawson K. J. and Tupper E. C., “Basic Ship Theory”, Vol.2, 5th Edition, pp.427-468, 2001.

[22]Carlton, J. S, “Marine Propeller and Propulsion”, Elsevier Ltd, Vol.1, pp. 87-132, 2007.