محاسبه عددی و تحلیلی گشتاور مانک در جریان لزج برای یک زیردریایی هوشمند در وضعیت سووی خالص درآزمایش PMM

گشتاور مانک یک گشتاور ناپایدارکننده در ترکیب حرکات سرج و سووی شناور است. دراین مقاله گشتاورمانک برای بدنه یک زیردریایی هوشمند با استفاده ازدینامیک سیالات محاسباتی وروش حجم محدود محاسبه شده است. بعلاوه ضرایب هیدرودینامیکی جرم اضافه برای محاسبه گشتاور مانک با استفاده از رابطه تحلیلی در جریان پتانسیل محاسبه گردیده است. ضرایب دمپینگ نیز در شبیه سازی عددی محاسبه گردیده اند. شبیه سازی جریان حقیقی اطراف شناور در حرکات سرج و سووی خالص به صورت عددی و در حالت غیردائم انجام شده است. بعلاوه اثرات آشفتگی با مدل k-ω sst در مدلسازی عددی لحاظ گردیده است. برای استخراج نیرو و گشتاور، از مکانیزم حرکت صفحه ای PMM در وضعیت سووی خالص استفاده شده است. در شبکه بندی دامنه محاسباتی مساله برای ایجاد حرکت شناور از تکنیک شبکه همپوشان(overset) استفاده شده است. همچنین برای بررسی دقت شبیه سازی، استقلال از شبکه صورت گرفته است. پس از استخراج نیرو و گشتاور، معادلات چند جمله ای مرتبه ششم آنها بر حسب سرعت و شتاب حرکت سووی درونیابی گردیده است. با استفاده از معادلات بدست آمده و تعریف هر ضریب، مقادیر ضرایب هیدرودینامیکی جرم اضافه و دمپینگ مرتبه دوم به منظور معتبرسازی استخراج گردیدند. نتایج بدست آمده برای ضرایب هیدرودینامیکی تطابق خوبی با مقادیر آزمایشگاهی داشتند. در نهایت، مقایسه ای بین گشتاور بدست آمده در شبیه سازی عددی و فرمول تحلیلی گشتاور مانک مقادیر انجام گردیده است. بعلاوه مقدار N_v (مشتق گشتاورحول محور z نسبت به شتاب حرکت عرضی) با استفاده از تئوری پتانسیل محاسبه و با مقدار عددی و آزمایشگاهی مقایسه گردیده است.