پديد آورنده :
شهبازي، مهران
عنوان :
تعيين ضرايب جرم افزوده يك شناور زير سطحي خودكار به روش المان مرزي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
دوازده، 94ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
شهريار منصور زاده
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
توصيفگر ها :
حل عددي , تحليل هيدروديناميكي , AUV
تاريخ نمايه سازي :
94/1/29
استاد داور :
احمد سوهانكار، مهدي نيلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/25
چكيده فارسي :
1 چكيده در پروژه حاضر قصد داريم تا با استفاده از روش المان مرز 1به تحليل هيدروديناميكي جريان اطراف يك شناور زير سطحي خودكار 2پرداخته و با استفاده از آن مقادير جرم افزوده آن را استخراج كنيم ديناميك حركت شناورها زير سطحي توسط مدل ها رياضي دقيقي موسوم به مدل ها ديناميكي تحليل مي شود مدل ديناميكي شامل تمامي نيروها و گشتاور ها ديناميكي وارد بر شناور است كه به صورت ضرايب هيدروديناميكي بيان مي شود ضرايب جرم افزوده بخش مهمي از اين ضرايب هيدروديناميكي را شامل مي شود كه نقش آن ارائه رفتار ديناميكي شناور در حركت شتابدار مي باشد جرم افزوده در واقع به مقدار جرمي از سيال اطلاق مي شود كه به علت شتاب گرفتن جسم درون سيال همراه با وسيله حركت مي كند اين حالت معمولا علاوه بر زمان شتاب گير با توقف در مانورها تغيير عمق و جهت نيز رخ مي دهد و عدم پيش بيني ضرايب جرم افزوده مرتبط با آن منجر به ناكارآمد مدل ديناميكي در كنترل هوشمند شناور و در نتيجه عدم مانور پذير آن خواهد شد تا كنون روش ها زياد برا تعيين جرم افزوده شناورها زيرسطحي ارائه شده است كه از آنها مي توان به روش ها تجربي با استفاده از حوضچه ها كشش روش تقريبي نظريه نوار روش ها عدد غير پتانسيل با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي و روش ها عدد پتانسيل با استفاده از المان مرز اشاره نمود كه در پروژه حاضر با فرض جريان پتانسيل اطراف شناور و ساده كردن معادلات حاكم به معادله لاپلاس برا پتانسيل سرعت از روش المان مرز برا حل آن و در نهايت محاسبه جرم افزوده شناور استفاده شده است از جمله مزيت ها اين روش مي توان به توان حل مسائل با مرز نامتناهي عدم نياز به فضا زياد برا ذخيره ساز اطلاعات توانايي در محاسبه مشتقات توابع ميدان سرعت بالا در محاسبات قابليت تحليل هندسه ها پيچيده و اشاره كرد همچنين يكي ديگر از مزيت ها پروژه حاضر كه نوآور در مقايسه با ديگر پروژهش ها دراين حوزه مي باشد استفاده از المانها مثلثي مي باشد كه باعث افزايش دقت در توليد و تحليل هندسه ها پيچيده مي شود مراحل كلي انجام كار در اين پروژه به اين صورت مي باشد كه پس از بيان مفاهيم تئور و پايه برا تحليل مسائل دوبعد و سه بعد به حل دو مسئله نمونه با هندسه ها كره و بيضي گون مي پردازيم و پس از مقايسه و اعتبار سنجي روش عدد مورد استفاده با نتايج حل تحليلي هندسه اصلي يعني AUV طراحي شده توسط پژوهشكده علوم و تكنولوژ زير دريا دانشگاه صنعتي اصفهان را مورد تحليل قرار داده و نتايج آن را با نتايج ديگر روش ها تقريبي مقايسه مي كنيم از جمله يافته ها مهم اين پروژه مي توان به دقت بسيار مناسب در تحليل هندسه ها كره و بيضي گون در مقايسه با حل ها تحليلي و همچنين توانايي روش مورد استفاده برا تحليل هندسه ها پيچيده تر نظير AUV يا زير دريايي اشاره كرد Boundary Element Method 1 Autonomous Underwater Vehicle 2
چكيده انگليسي :
Determining the Added Mass Coefficients of an Autonomous Underwater Vehicle using Boundary Element Method Mehran Shahbazi m shahbazi@me iut ac ir Date of Submission 2015 01 17 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Shahriar Mansourzadeh shahriar@cc iut ac irAbstractIn this project a boundary element method was used to extract added mass coefficients of an AutonomousUnderwater Vehicle AUV Dynamic Motion of underwater vehicle was analyzed by precise mathematicalmodels known as dynamic models Dynamic models include all forces and moments on the vehicle which areexpressed by dynamic and hydrodynamic coefficients Added mass coefficients are an important part ofhydrodynamic coefficients The role of added mass coefficients is estimating the forces on the body whenaccelerated Added mass actually refers to a hypothetical volume of fluid particles accelerated with the body Theadded mass appears during the body acceleration inside a fluid and during changes in the depth and direction ofthe motion Accurate prediction of added mass coefficients can lead to a more precise dynamic modeling of anunderwater vehicle during its maneuvers There are a number of experimental analytical and semi experimentaland numerical methods which can be used to calculate added mass coefficients of submersible vehicles Theexperimental method includes accelerating the body in a towing tank and measuring the force associated with theacceleration The numerical method includes using computational fluid dynamics and boundary element method In this project by assuming potential flow around the vehicle and simplifying the equations to Laplace equation to resolve it boundary elements method was used and at the end the added mass of the float was calculated Theadvantages of this method are solving the infinite boundary storing information without requiring much space calculating the derivatives of the functions and analyzing complex geometries high speed computing etc Usingtriangular elements was the advantage of the present project as compared to other projects in this area Triangularelements increased the accuracy in the production and analysis of complex geometry By sphere and Ellipsoidalgeometries we tried to solve the two sample problems After comparison and validation of the results ofnumerical method with those of the analytical solution we analyzed the original geometry AUV designed bythe Zirdarya science and technology institute of Isfahan University of Technology and compared these resultswith those of other methods Among the key findings of this project we can refer to its very good accuracy in theanalysis of geometry of spherical and elliptical in comparison with analytical solution and also the ability ofboundary element method in analyzing complex geometries such as AUV or submarine Keywords boundary element autonomous underwater vehicle numerical solution hydrodynamic analysis added mass AUV
استاد راهنما :
شهريار منصور زاده
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
استاد داور :
احمد سوهانكار، مهدي نيلي
