Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата

Дослідження, розробка і створення систем орієнтації, навігації та керування автономними безпілотними підводними апаратами (АБПА) — складна і трудомістка задача морської робототехніки. Для створення таких систем потрібні знання та розуміння умов функціонування апарата та його конструкції, а...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2023
1. Verfasser:	Gurynenko, Stanislav
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023
Schlagworte:	автономний безпілотний підводний апарат чисельне комп’ютерне моделювання чисельне дослідження обчислювальна гідродинаміка гідродинамічні коефіцієнти
Online Zugang:	https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/24
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Problems of Control and Informatics

Institution

Problems of Control and Informatics

id	oai:ojs2.jais.net.ua:article-24
record_format	ojs
institution	Problems of Control and Informatics
baseUrl_str
datestamp_date	2024-03-13T14:19:14Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	автономний безпілотний підводний апарат чисельне комп’ютерне моделювання чисельне дослідження обчислювальна гідродинаміка гідродинамічні коефіцієнти
spellingShingle	автономний безпілотний підводний апарат чисельне комп’ютерне моделювання чисельне дослідження обчислювальна гідродинаміка гідродинамічні коефіцієнти Gurynenko, Stanislav Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
topic_facet	автономний безпілотний підводний апарат чисельне комп’ютерне моделювання чисельне дослідження обчислювальна гідродинаміка гідродинамічні коефіцієнти autonomous unmanned underwater vehicle (AUUV) numerical computer simulation numerical research computational fluid dynamics (CFD) hydrodynamic coefficients
format	Article
author	Gurynenko, Stanislav
author_facet	Gurynenko, Stanislav
author_sort	Gurynenko, Stanislav
title	Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_short	Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_full	Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_fullStr	Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_full_unstemmed	Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_sort	моделювання, cfd-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата
title_alt	Simulation, CFD calculation and estimation of hydrodynamics coefficients of an autonomous unmanned underwater vehicle
description	Дослідження, розробка і створення систем орієнтації, навігації та керування автономними безпілотними підводними апаратами (АБПА) — складна і трудомістка задача морської робототехніки. Для створення таких систем потрібні знання та розуміння умов функціонування апарата та його конструкції, а також реакції конструкції апарата на зовнішні чинники. Для виявлення та урахування всіх факторів необхідно знати геометричні та гідродинамічні характеристики апарата. Мета дослідження — обґрунтувати вибір торпедоподібної форми АБПА, що відноситься до класу мініапаратів масою від 20 до 100 кг, проаналізувати вплив торпедоподібної конструкції АБПА на характеристики обтікання та визначити його гідродинамічні коефіцієнти при різних швидкостях руху та кутах нахилу (диференту). Підготовка і моделювання конструкції та гідродинамічний аналіз АБПА виконувалися в програмних пакетах «Solidworks» та «ANSYS Workbench» (пакет «Fluen» відповідно). Дослідження проводилися в імітованому водному прісному просторі. В результаті розрахунків отримано значення сил, які виникають при різних швидкостях та кутах нахилу. На основі отриманих значень сил вирахувано значення гідродинамічних коефіцієнтів, які було зведено до таблиць, та побудовано відповідні графіки. Обґрунтовано вибір торпедоподібної форми АБПА. Визначено сили та гідродинамічні коефіцієнти під час руху апарата, які необхідно використовувати при дослідженні та розробці системи автоматичного керування. При різних швидкостях та кутах нахилу гідродинамічні коефіцієнти мають кореляцію один із одним, що дає змогу їх усереднити і апроксимувати до певної залежності, якою можна користуватися у подальших дослідженнях.
publisher	V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
publishDate	2023
url	https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/24
work_keys_str_mv	AT gurynenkostanislav modelûvannâcfdrozrahunoktaocínkagídrodinamíčnihkoefícíêntívavtonomnogobezpílotnogopídvodnogoaparata AT gurynenkostanislav simulationcfdcalculationandestimationofhydrodynamicscoefficientsofanautonomousunmannedunderwatervehicle
first_indexed	2025-10-30T02:48:30Z
last_indexed	2025-10-30T02:48:30Z
_version_	1847373343647334400
spelling	oai:ojs2.jais.net.ua:article-242024-03-13T14:19:14Z Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата Simulation, CFD calculation and estimation of hydrodynamics coefficients of an autonomous unmanned underwater vehicle Gurynenko, Stanislav автономний безпілотний підводний апарат чисельне комп’ютерне моделювання чисельне дослідження обчислювальна гідродинаміка гідродинамічні коефіцієнти autonomous unmanned underwater vehicle (AUUV) numerical computer simulation numerical research computational fluid dynamics (CFD) hydrodynamic coefficients Дослідження, розробка і створення систем орієнтації, навігації та керування автономними безпілотними підводними апаратами (АБПА) — складна і трудомістка задача морської робототехніки. Для створення таких систем потрібні знання та розуміння умов функціонування апарата та його конструкції, а також реакції конструкції апарата на зовнішні чинники. Для виявлення та урахування всіх факторів необхідно знати геометричні та гідродинамічні характеристики апарата. Мета дослідження — обґрунтувати вибір торпедоподібної форми АБПА, що відноситься до класу мініапаратів масою від 20 до 100 кг, проаналізувати вплив торпедоподібної конструкції АБПА на характеристики обтікання та визначити його гідродинамічні коефіцієнти при різних швидкостях руху та кутах нахилу (диференту). Підготовка і моделювання конструкції та гідродинамічний аналіз АБПА виконувалися в програмних пакетах «Solidworks» та «ANSYS Workbench» (пакет «Fluen» відповідно). Дослідження проводилися в імітованому водному прісному просторі. В результаті розрахунків отримано значення сил, які виникають при різних швидкостях та кутах нахилу. На основі отриманих значень сил вирахувано значення гідродинамічних коефіцієнтів, які було зведено до таблиць, та побудовано відповідні графіки. Обґрунтовано вибір торпедоподібної форми АБПА. Визначено сили та гідродинамічні коефіцієнти під час руху апарата, які необхідно використовувати при дослідженні та розробці системи автоматичного керування. При різних швидкостях та кутах нахилу гідродинамічні коефіцієнти мають кореляцію один із одним, що дає змогу їх усереднити і апроксимувати до певної залежності, якою можна користуватися у подальших дослідженнях. Research, development and creation of systems for orientation, navigation and control of autonomous unmanned underwater vehicles (AUUV) is a complex and time-consuming task in the field of marine robotics. The creation of such systems requires knowledge and understanding of the opera-ting conditions of the device and its design, as well as how the design of the device reacts to external factors. To identify and take into account all factors, it is necessary to know the geometric and hydrodynamic characteristics of the device. To justify the choice of the torpedo-shaped form of the AUUV, which belongs to the class of mini-apparatus weighing from 20 to 100 kg, and to analyze the influence of the torpedo-shaped design of the AUUV on the flow characteristics and to determine its hydrodynamic coefficients at different speeds and at different angles of inclination (trim). Preparation and modeling of the structure and hydrodynamic analysis of the AUUV were carried out in the software packages «Solidworks» and «ANSYS Workbench» package «Fluen», respectively. The research was conducted in a simulated fresh water space. As a result of the calculations, the values of the forces that arise at different speeds and at different angles of inclination were obtained. Based on the obtained force values, the values of the hydrodynamic coefficients were calculated, which were tabulated and corresponding graphs were constructed. The choice of a torpedo-shaped form of AUUV is justified. The forces and hydrodynamic coefficients that arise during the movement of the apparatus and which must be used during the research and development of the automatic control system are determined. At different speeds and different angles of inclination, the hydrodynamic coefficients are correlated with each other, which makes it possible to average and approximate them to a certain dependence and use this dependence in further research. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023-02-17 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/24 10.34229/1028-0979-2022-6-1 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 67 № 6 (2022): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 5–13 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 67 № 6 (2022): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 5–13 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 67 No. 6 (2022): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 5–13 2786-6505 2786-6491 10.34229/1028-0979-2022-6 uk https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/24/36 Copyright (c) 2022 Stanislav Gurynenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Моделювання, CFD-розрахунок та оцінка гідродинамічних коефіцієнтів ав-тономного безпілотного підводного апарата

Institution

Ähnliche Einträge