بررسی عددی و تجربی استحکام سازه ای کف پهپاد آب نشین هنگام برخورد با سطح آب

در این مقاله شبیه سازی تیوری و تجربی استحکام سازه کف پهپاد آب نشین در فاز فرود بر روی سطح آب مورد مطالعه قرارگرفته است. در طراحی پرنده آب نشین محاسبه مقاومت سازه ای در مقابل ضربه حاصل از سطح آب به آن دارای اهمیت ویژه می باشد. در ابتدا برخورد کف پهپاد با سطح آب با استفاده از روش المان محدود، شبیه سازی عددی تداخل سازه با سیال (تحلیل دوفازی) شده است. سپس با انجام یک مطالعه تجربی با سرعت متغیر نتایج حاصل از حل عددی و آزمایش تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفته است. از مقایسه نتایج و نمودارهای به دست آمده از روش عددی با آزمایش تجربی مشاهده گردید که پرتاب سقوط آزاد پرنده بر سطح آب می-تواند شبیه سازی بحرانی ترین حالت برای فرود باشد. نتایج نشان می دهد که افزایش ارتفاع نزول و سرعت وسیله هنگام برخورد با سطح آب، بیشترین گرادیان کرنش را در راستای محور عمود بر کف پرنده آب نشین و کمترین تغییرات را در راستای محور مماس با سطح آب به وجود می آورد. مطابق داده های حاصل از معیارهای گسیختگی تسای هیل و تسای وو برای حل عددی و آزمایش تجربی، مقادیر تنش و استحکام سازه کف پرنده در محدوده مجاز طراحی قرار دارند.