شماره ركورد
14845
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
14845
پديد آورنده
كريم مصطفي پور
عنوان
ارزيابي تجربي و عددي مشتقات هيدروديناميكي زيرسطحي خودكنترل
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
تبديل انرژي
سال تحصيل
آبان ماه 1394
تاريخ دفاع
آبان ماه 1394
استاد راهنما
دكتر نوروز محمد نوري
دانشكده
مكانيك
چكيده
چكيده
ضرايبيا مشتقات هيدروديناميكي وسايل زيرسطحيخودكنترل (AUV) در فرايند طراحي و مانورپذيري آنهانقش بسزايي دارند. استفاده از روش مناسب جهت تخمين اين ضرايب ميتواند باعث كاهش هزينه و افزايش دقت در فرايند طراحي و كنترل AUVشود. هدف از اين رساله ارزيابي مشتقات هيدروديناميكي يك AUVبا استفاده از روشهاي تجربي و عددي ميباشد. تخمين مشتقات هيدروديناميكي بر پايه تستهايمستقيمالخط و مانورهاي مكانيزم حركت صفحهاي (PMM) صورت گرفته است.
در بخش تجربي، ارزيابي مشتقات هيدروديناميكي با استفاده از تجهيزات تونل مداربسته دانشگاه علم و صنعت ايرانصورت گرفته است. براي اندازهگيري نيروها و گشتاورها در تستهاي استاتيكي و ديناميكي يك بالانس ششمؤلفهاي توسعه داده شده است. اين بالانس قابليت اندازه¬گيري سه مؤلفهنيرو و سه مؤلفهگشتاور بهطور همزمان و مستقيماً براي آزمايش¬هايتست¬هاي مدليتونلآب درحالت¬هايديناميكيواستاتيكيرادارد. جهت كاليبراسيون بالانس يك دستگاه كاليبراسيون جديد شش درجه آزادي با قابليتاعمالتركيبهاي مختلف شش مؤلفه بار بهصورت همزمان و مستقلاز هم جهت كاليبراسيونبالانسهايششمؤلفهايطراحيو ساخته شده است.كاليبراسيون بالانس ششمؤلفهاي با استفاده ازاصول طراحي آزمايشها (DOE) انجام گرفته است. مشتقات هيدروديناميكي ناشي از سرعت و شتابيك مدل AUV با استفاده از دستگاه طراحيشده تخمين زده شده است. نتايج نشان ميدهد كه اين سيستمميتواند انجام تستهاي استاتيكي شامل مستقيمالخط و تستهاي ديناميكي را در تونل آب فراهم كند. با انجام اينتستها در تونلآب، خطاهاي ناشي از محدوديت دوره زمانيانجام تستها و اثرات امواج سطحي در تانك كشش و محدوديت ايجاد سرعت يكنواخت در مدتزمان تست، غيريكنواختي مكاني سرعت و قابلكنترل نبودن سطح آشفتگي در جريان ورودي كانال آببرايAUV ها با كاربرد در آبهاي عميق حذف ميشود.
در بخش عددي، يك روش مدلسازي براي تخمينمشتقات هيدروديناميكييكAUVبهوسيلهشبيهسازي عدديتستهايمستقيمالخط و PMMپيشنهاد شده است. با استفاده از تستهايمستقيمالخطتأثيرات عدد رينولدز روي مشخصات هيدروديناميكي يكAUVدر زواياي حمله متفاوت ارزيابيشده است. نتايج نشان ميدهند كه برخي پارامترهاي هيدروديناميكي ميتوانند تابعي ازعدد رينولدزباشند و در حالت حدي با افزايش عدد رينولدز به يك مقدار ثابت همگرا شوند. استقلال پارامتراز عدد رينولدزبستگي به نوع پارامتر و زاويه حمله AUV دارد.تستهايPMMشبيهسازيشدهشامل حركت پيچ خالص، هيو خالص ميباشد. مقايسه نتايجعدديو تجربي نشان ميدهد كه مدل عدديارائهشده براي بال و بدنه ميتواند ضرايب هيدروديناميكييك بدنه AUVبا ملحقاتش را با دقت قابل قبولي تخمين بزند.
واژههاي كليدي:مشتقات هيدروديناميكي؛ AUV؛ تجهيزات تونل آب؛ تستهايمستقيمالخط و PMM؛ طراحي آزمايش؛