KPI Science News (Dec 2021)
МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ АВТОНОМНОГО БЕЗПІЛОТНОГО ПІДВОДНОГО АПАРАТА ЗА ПРОСТОГО РУХУ
Abstract
Проблематика. Створення безпілотних підводних апаратів (БПА) належить до найбільш пріоритетних напрямів морської робототехніки. На різних етапах розроблення БПА застосовують розрахунки та дослідження на основі методів чисельного аналізу та імітаційного моделювання. Для спрощення досліджень доцільно використовувати послідовно чисельне комп’ютерне моделювання за допомогою спеціалізованих програм (CAD), а також гідродинамічне моделювання (CAE). Мета дослідження. Виконати моделювання конструкцій автономного безпілотного підводного апарата (АБПА) торпедоподібної форми класу мініапаратів масою від 20 до 100 кг та проаналізувати вплив особливостей конструкції АБПА на характеристики обтікання за простого рівномірного прямолінійного руху. Методика реалізації. У програмному середовищі “Solidworks” виконувалось моделювання конструкції та зовнішнього вигляду чотирьох АБПА, що відрізняються геометричною формою та наявністю чи відсутністю додаткових конструктивних елементів. Побудовані моделі АБПА імпортувалися до програмного пакета “ANSYS Workbench”, в якому виконувалось моделювання простого прямолінійного рівномірного руху АБПА у морському середовищі. Результати дослідження. Для розроблених чотирьох моделей отримано епюри розподілу швидкості, тиску та кінетичної енергії турбулентності за простого прямолінійного рівномірного рух АБПА у морському середовищі. Висновки. Визначено вплив геометричної форми та додаткових конструктивних елементів на гідродинамічні характеристики АБПА за простого прямолінійного руху. Порівняльний аналіз результатів дає можливість виділити конструктивну модель АБПА, яку доцільно використовувати для подальших досліджень, зокрема з метою розроблення автоматичної системи керування для маневрового АБПА багатоцільового призначення. Показано, що завдяки інтеграції CAD та CAE програмних комплексів суттєво скорочується час дослідження, розробки та проектування апарата.
Keywords
