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

Abstract

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).Research, Development, and Creation of Orientation, Navigation, and Control Systems for Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) represent a complex and labor-intensive task in marine robotics. The development of such systems requires knowledge and understanding of the operational conditions and design of the vehicle, as well as its structural response to external factors. To identify and account for all factors, it is essential to determine the geometric and hydrodynamic characteristics of the vehicle. The aim of the study is to justify the selection of a torpedo-like shape for an AUV belonging to the class of mini-vehicles weighing between 20 and 100 kg, to analyze the impact of the torpedo-like design on flow characteristics, and to determine its hydrodynamic coefficients at various speeds and angles of inclination (trim).