مدل‌سازی عددی پایداری زیردریایی و تعیین محدوده های پایداری دینامیکی آن

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، گروه مهندسی مکانیک

2 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا

3 مربی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهر مجلسی، گروه مهندسی مکانیک

4 استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا

چکیده

  در این مقاله، تحلیل پایداری دینامیکی زیردریایی شش درجه آزادی ارائه شده است. در طراحی زیردریایی ، بهینه سازی چیدمان سطوح کنترل و هندسه آنها در حصول پایداری دینامیکی زیردریایی اهمیت به سزایی دارد. در این مقاله، دینامیک زیردریایی به روش نیوتن- اولر در حالت سه بعدی مدل سازی شده است. نیروهای هیدرودینامیکی به صورت کلی و تابعی از سرعت، زاویه حمله و زاویه دریفت و نیروهای سطوح کنترل نیز تابعی از سرعت ، زاویه حمله و زاویه سطوح کنترل مدل شده اند. برای بررسی پایداری دینامیکی زیردریایی،  ابتدا معادلات غیر خطی را خطی کرده و سپس پایداری معادلات خطی شده مورد مطالعه قرار ‌گرفته است  و محدوده‌های پایداری و ناپایداری پارامترهای موثر ارائه شده است. علاوه بر آن برای اعتبار سنجی نتایج ، نتایج برخی مانورهای استاندارد با استفاده از نتایج تجربی مقایسه و ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


1] Minnick, L., "A Parametric Model for Predicting Submarine Dynamic Stability in Early Stage Design", Master of Science in Ocean Engineering, Viriginia, 2006. [2] Saout, O., "Computation of hydrodynamic coefficients and determination of dynamic stability", M.S. Thesis, Department of Ocean Engineering, Florida Atlantic University, 2003. [3] Yeo, D. J., and Rhee, K. P., "Sensitivity analysis of submersibles maneuverability and its application to the design of actuator inputs", Ocean Engineering, pp. 2270-2286, 2006. [4] Hwang,W.Y., "Application of system identification to ship maneuvering", Ph.D. Thesis, MIT, 1980. [5] Rhee, K.P., Kim, K., "A new sea trial method for estimating hydrodynamic derivatives", Ship & Ocean Technology 3 (3), 1999. [6] Sen, D., "A study on sensitivity of maneuverability performance on the hydrodynamic coefficients for submerged bodies", Journal of Ship, pp.186–196, 2000. [7] Perrault, D., Bose, N., Siu O’Young and Christopher D. Williams, "Sensitivity of AUV response to variations in hydrodynamic parameters", Ocean Engineering ,pp. 779–811, 2003. [8] Bettle, M. C., Gerber, A. G., Watt, G. D., Young S. and Williams, C. D., "Unsteady analysis of the six DOF motion of a buoyantly rising submarine", Computers & Fluids, vol. 38, pp.1833–1849, 2009. [9] Arentzen, E.S. Capt., Mandel, P., "Naval Architectural Aspects of Submarine Design", SNAME Transactions, vol. 68, pg 622-692,1960.